Simulação Acústica, uma ferramenta indispensável para o planejamento de projetos

A simulação acústica é uma ferramenta vital que une engenharia e design arquitetônico, permitindo a compreensão da propagação do som em ambientes externos e internos e a otimização de custos em projetos. Esse processo representa um passo crucial na busca por ambientes sonoros ideais.

Neste artigo, aprofundaremos nossa compreensão sobre os objetivos da simulação acústica aplicada em Projeto Acústico, envolvendo suas etapas, categorias, custos médios, os softwares acústicos, os profissionais dedicados e os diversos benefícios resultantes dessa prática.

Objetivos de uma Simulação Acústica

O propósito primordial da simulação acústica reside na compreensão e aprimoramento do comportamento sonoro de um determinado espaço. Seja em ambientes arquitetônicos ou em espaços industriais, a simulação acústica conduzida com precisão e expertise, busca atingir objetivos tais como:

• Compreensão aprofundada do comportamento acústico: investigar e compreender minuciosamente como o som se propaga em diferentes ambientes, levando em consideração variáveis como reflexão, absorção e difração;

• Identificação e minimização de ruídos Indesejados: detectar e analisar fontes de ruído indesejado, seja em ambientes internos ou externos, visando à minimização e controle efetivo desses elementos;

• Otimização da inteligibilidade sonora: garantir que a inteligibilidade do som seja aprimorada, especialmente em espaços como salas de aula, auditórios e teatros, onde a clareza na transmissão da informação é de extrema importância;

• Modelagem de ambientes específicos: desenvolver modelos virtuais precisos de ambientes específicos, permitindo análises detalhadas que orientam a implementação de soluções acústicas customizadas;

• Adequação às normas e regulamentações: assegurar que o projeto atenda às normas acústicas e regulamentações pertinentes, garantindo a conformidade com padrões estabelecidos e a qualidade acústica desejada;

• Aprimoramento do conforto acústico: contribuir para a criação de espaços mais agradáveis e confortáveis, onde a experiência sonora seja enriquecedora, seja em ambientes residenciais, comerciais ou industriais;

• Redução de custos com retrabalhos: evitar retrabalhos dispendiosos ao prever e corrigir possíveis problemas acústicos durante a fase de projeto ou pós, resultando em economia financeira e de recursos;
• Facilitação da tomada de decisões no design: fornecer informações valiosas aos profissionais envolvidos no design, arquitetura e engenharia, facilitando escolhas informadas e refinamentos nos projetos envolvidos nos estudos.

Principais categorias de Simulação Acústica

Certamente, a abrangência das simulações acústicas vai além da simples otimização do desempenho sonoro em ambientes internos. Essa ferramenta versátil pode ser direcionada para diversos objetivos específicos, adaptando-se às demandas específicas de cada projeto. Abordaremos agora algumas das principais categorias de simulações acústicas, destacando sua importância em diferentes contextos.

Simulações para Desempenho Acústico

A aplicação de simulações para desempenho acústico, em conformidade com a norma ABNT NBR 15575, asseguraram que projetos habitacionais atendam aos requisitos acústicos estabelecidos. O empreendimento é modelado virtualmente em BIM, avaliando o isolamento sonoro entre unidades, controle de ruídos de impacto em pisos, eficiência de paredes internas e desempenho de elementos de fachada. Os modelos de cálculos de predição são baseados no conjunto de normas ISO 12354.

Simulações para Qualidade Acústica de Ambientes Internos

Na esfera arquitetônica e de design de interiores, as simulações visam proporcionar espaços onde a acústica contribui positivamente para a experiência dos ocupantes. Ambientes como escritórios corporativos, centros comerciais, clínicas, hospitais, consultórios, espaços culturais, esportivos, lazer, auditórios, hotéis, teatros, centro de eventos, restaurantes e outros, planejar uma otimização da inteligibilidade da palavra falada e som, ajudam na criação de ambientes que promovam o bem-estar acústico. Os modelos de cálculos de predição são baseados nas técnicas incluindo o traçado de raios e métodos numéricos, como o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o Método dos Elementos de Contorno (MEC).

Simulações de Propagação Externa para Estudos Ambientais

Além dos limites físicos de edificações, as simulações acústicas também se estendem ao ambiente externo e no Brasil a principal norma que estabelece limites de ruído por tipo de zoneamento e períodos, é a ABNT NBR 10151. Estudos de propagação sonora no ambiente exterior são essenciais para avaliar o impacto acústico de atividades humanas, como construções de infraestrutura, rodovias e áreas industriais. Essas simulações contribuem para a análise do ruído ambiental, a identificação de fontes sonoras e o desenvolvimento de estratégias de mitigação, garantindo um equilíbrio entre o desenvolvimento humano e a preservação ambiental. Os modelos de cálculos de predição são baseados no conjunto de normas ISO 9613, normalmente.

Desenvolvimento de produtos e novos materiais por Simulações Acústicas

No âmbito do desenvolvimento de produtos, as simulações são frequentemente empregadas para prever e otimizar o comportamento acústico de dispositivos eletrônicos, veículos, eletrodomésticos e uma variedade de produtos consumíveis. Ao modelar virtualmente o comportamento acústico desses produtos, os engenheiros podem antecipar como o som será produzido, transmitido e percebido pelos usuários. Isso permite refinamentos no design para garantir a qualidade sonora desejada, além de possibilitar a redução de ruídos indesejados e aprimorar a experiência do usuário.

No campo dos novos materiais, as simulações acústicas são essenciais para a investigação e desenvolvimento de substâncias que possuam propriedades acústicas específicas. Isso inclui materiais de absorção sonora, isolantes acústicos e superfícies que influenciam a reflexão ou difusão do som. A capacidade de simular virtualmente o comportamento acústico desses materiais permite a seleção e otimização mais precisa para atender a requisitos específicos de desempenho.

Em resumo, as simulações acústicas são versáteis apresentando uma gama de abordagens adaptáveis para atender a diversas necessidades. Seja moldando experiências sonoras em ambientes internos, avaliando o impacto ambiental de atividades externas ou atendendo a diferentes setores, sua flexibilidade as torna fundamentais em uma variedade de contextos.

Etapas envolvidas de uma Simulação Acústica

A seguir, vamos mostrar as partes principais de uma simulação acústica, explicando por que cada fase é importante. Essas partes se conectam e formam um ciclo completo de modelagem e avaliação, que é fundamental para a compreensão do que está se propondo projetar.

• Definição de objetivos: identificação clara dos objetivos específicos da simulação, como otimização de desempenho sonoro, controle de ruídos indesejados ou adequação a normativas específicas;
• Levantamento de dados: coleta de informações relevantes, como dimensões do espaço, propriedades dos materiais, fontes sonoras e características do ambiente, para fundamentar o modelo acústico;

• Modelagem geométrica: criação de um modelo tridimensional do ambiente, utilizando software especializado, para representar com precisão a geometria do espaço e suas características acústicas;

• Atribuição de propriedades acústicas: associação de propriedades acústicas aos materiais presentes no modelo, considerando coeficientes de absorção, reflexão e transmissão;

• Inclusão de fontes sonoras: introdução das fontes sonoras no modelo, definindo sua localização, características espectrais e intensidade, conforme necessário para a simulação;

• Condições de contorno: estabelecimento das condições de contorno, considerando como as ondas sonoras se comportam nas fronteiras do ambiente modelado;

• Seleção de parâmetros de simulação: escolha de parâmetros específicos para a simulação, como descritores e índices acústicos, frequências de análise, métodos numéricos ou algoritmos de cálculo, de acordo com os requisitos do projeto;

• Execução da simulação: início da simulação com base no modelo configurado, utilizando software acústico apropriado para calcular a propagação do som no ambiente e gerar resultados;

• Análise dos resultados: avaliação crítica dos dados gerados pela simulação, considerando aspectos como níveis de pressão sonora, distribuição espacial do som e outros parâmetros relevantes;

• Otimização do modelo: realização de ajustes no modelo com base nos resultados obtidos, visando aprimorar o desempenho acústico ou atender melhor aos objetivos predefinidos;

• Validação experimental (opcional): quando possível, validação dos resultados obtidos por meio de medições experimentais no ambiente real, garantindo a confiabilidade da simulação;

• Documentação e relatório: elaboração de um relatório abrangente, documentando as etapas do processo, os parâmetros utilizados, os resultados obtidos e as conclusões relevantes da simulação acústica.

Quanto custa uma Simulação Acústica

O custo de uma simulação acústica pode variar significativamente, dependendo da complexidade do projeto, do tamanho do ambiente, dos objetivos específicos e dos recursos tecnológicos envolvidos. Projetos mais simples, como a avaliação do desempenho acústico de uma sala residencial, apresentam custos bem mais acessíveis em comparação com simulações complexas destinadas a ambientes maiores, como teatros, parques fabris e empreendimentos com muitas tipologias de edificações.

É comum que empresas especializadas em acústica ofereçam orçamentos personalizados com base nas necessidades do cliente. Vale ressaltar que, apesar dos custos envolvidos, investir em simulações acústicas pode resultar em economias a longo prazo, evitando retrabalhos e garantindo ambientes acusticamente otimizados desde a fase de projeto. O retorno sobre o investimento está muitas vezes associado à qualidade do resultado final e à prevenção de problemas acústicos futuros.

Softwares de Simulação Acústica

Existem diversos softwares acústicos de simulação disponíveis, cada um com suas características específicas e aplicabilidades. A escolha do software geralmente depende do escopo do projeto e dos requisitos específicos. Abaixo estão alguns dos principais softwares utilizados em simulações acústicas para ambientes internos, externos, desempenho acústico de edifícios e desenvolvimento de produtos:

• Qualidade acústica de ambientes internos: EASE, CATT, ODEON, IMMI, CadnaR, I-Simpa, outros;

• Propagação externa para estudos ambientais: IMMI, CadnaA, SoundPLAN, iNoise, outros;

• Desempenho acústico de edifícios: SONarchitect ISO, CYPESOUND, AcouBAT, BASTIAN, outros;

• Desenvolvimento de produtos: COMSOL, MATLAB, outros.

Quem pode executar uma Simulação Acústica

A execução bem-sucedida de uma simulação acústica não apenas exige o domínio de softwares específicos projetados para essa finalidade, mas também requer conhecimento prático aplicado dos profissionais envolvidos.

A Scala Acústica por exemplo, ao elaborar um Projeto Acústico utilizando o recurso  de simulação, faz a validação em campo por meios das avaliações sonoras pelo time de Laboratório de Ensaios Acústicos, dos resultados simulados e faz a intercomparação. Constantemente, por meio de um processo/fluxo interno, os resultados encontrados nas obras são alimentados em uma base de dados para uso de validação dos modelos, ajustes e calibração de parâmetros, identificação de variáveis desconhecidas, aprimoramento contínuo, validação de estratégias de mitigação e garantia de qualidade.

A execução de uma simulação acústica demanda conhecimentos especializados. Engenheiros acústicos, arquitetos especializados em design sonoro e profissionais com experiência específica em acústica, são os mais indicados para conduzir essas análises.

Benefícios da Simulação Acústica

Os benefícios provenientes de uma simulação acústica bem-executada são amplos e abrangentes. Além de proporcionar melhorias evidentes na qualidade sonora, controle de ruído e desempenho acústico, esses projetos oferecem vantagens significativas para diversos setores, incluindo o privado, público e outros.

As simulações acústicas são valiosas porque contribuem para evitar problemas desde o início de um projeto. Isso significa que podemos estabelecer estratégias eficazes antes mesmo de iniciar a construção, resultando em economia de tempo e recursos financeiros.

Elas também asseguram que nossos projetos estejam em conformidade com regras, regulamentos e normas acústicas estabelecidas. Corrigir questões durante a fase de planejamento é mais econômico do que após a conclusão da construção.

As simulações apresentam os resultados de maneira acessível, facilitando a explicação para arquitetos, engenheiros e clientes. Além disso, desempenham um papel crucial na otimização de custos, contribuindo para a escolha adequada de materiais e sistemas construtivos. Isso proporciona não apenas um entendimento prévio da viabilidade técnica, mas também uma análise financeira mais eficiente durante o planejamento do projeto.