Exame c poluiçÃo sonora (Junho 2005)



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EXAME C
POLUIÇÃO SONORA

(Junho 2005)
1.

Explique a diferença entre uma onda transversal e uma onda longitudinal dando exemplos.



(10 pontos)


1 . longitudinal
2.  transversal

( ) ondas sonoras
( ) ondas de rádio
( ) onda estacionária em uma corda de violão


http://www.terra.com.br/fisicanet/cursos/tipos_de_ondas/
Ondas longitudinais (ondas de compressão)

Uma onda é longitudinal quando as partículas do meio em que ela se propaga vibram na mesma direcção de propagação da onda nesse meio.

A distância entre duas zonas de compressão e duas de diluição temos o comprimento de onda ( )

Este tipo de onda propaga-se nos sólidos, líquidos e gases.

É a onda de maior velocidade de propagação.

Ondas transversais (ondas de corte ou cisalhamento)

A onda é transversal quando as partículas do meio em que ela se propaga, vibram perpendicularmente à direcção de propagação da onda nesse meio. Nesse caso, os planos de partículas no meio de propagação mantêm à mesma distância uns dos outros.

Não se propagam nos líquidos e nos gases, pois nesses meios não existe ligações mecânicas

Sua velocidade de propagação é aproximadamente a metade da velocidade da onda longitudinal

O comprimento de onda (  ) é a distância entre dois vales ou dois picos.

Este tipo de onda é utilizado no ensaio com transdutores angulares e de ondas superficiais



http://www.qualidadeaeronautica.com.br/princ.US.htm

Na onda transversal, a oscilação de qualquer corpo que esteja no caminho da onda não ocorre na mesma direcção de propagação da mesma.  Por exemplo: uma onda gerada em uma corda é do tipo transversal.  Enquanto a onda propaga-se para frente, a corda oscila para cima e para baixo.  Já uma onda longitudinal permite que a vibração dos corpos que estejam em seu caminho tenha a mesma direcção de propagação da onda.  Um exemplo é a onda sonora. Ela propaga-se para frente (simplificando para o caso unidimensional), e os corpos vibram para frente e para trás (lembre-se do movimento do alto falante).



http://ww2.unime.it/weblab/awardarchivio/ondulatoria/respostas.htm#

Respostas das questões sobre Ondas

2.

A velocidade de fenómenos acústicos no ar é de 343 ms-1, na água é de 1478 ms-1, e no aço é de 5064 ms-1. Como se pode explicar esta diferença de velocidades de propagação?



(10 pontos)
http://www.ufv.br/dpf/224/pratica10.doc

Ondas longitudinais


A velocidade de propagação da onda sonora depende do módulo de elasticidade do meio (B) e de sua massa específica ():

.

Meios mais elásticos como os gases, possuem menores valores de B/, e portanto, menores velocidades de propagação.

Substituindo na fórmula os valores correspondentes de B e de  (tabela 1.) obtém-se os valores aproximados dos referidos no enunciado.


Meio

B (kN/cm2)

(g/cm3)

Aço

20 500

7.85

Água

xxx

1g/cm3

Ar

xxxx

0.0013g/cm3

Aço-.


Água 2000 MPa
Aço -7.85g/cm3

http://hypertextbook.com/facts/2004/KarenSutherland.shtml
Água 1g/cm3
Ar 1292.9 g/m3= 0.0013g/cm3

3.

Quais os comprimentos de onda de fenómenos acústicos que se propagam na água, susceptíveis de serem ouvidos pelo sistema auditório humano?



(5 pontos)
As frequências audíveis pelo ouvido humano situam-se entre os 20Hz e os 20KHz.

http://www.dosits.org/science/ssea/3.htm

4.

Os níveis de pressão, intensidade e potência sonoras são todos expressos em dB, apesar de serem grandezas diferentes. Explique.



(10 pontos)
http://myspace.eng.br/eng/somdb1.asp
http://physics.mtsu.edu/~wmr/log_3.htm

5.

Qual é o aumento verificado no nível de intensidade sonora se a intensidade de um som for duplicada?



(5 pontos)
http://physics.mtsu.edu/~wmr/log_3.htm
Sound Intensity Level

A intensidade de nível sonoro (L1) rege-se pela fórmula:



Em que I é a intensidade da onda sonora e I0 o valor de referência. O valor de referência é o limite de intensidade audível a 1000Hz, e corresponde a 10-12 W/m2.

Considerando dois valores de intensidade (I1 e I2), sendo um o dobro do outro (I2 = 2I1), e substituindo na fórmula, obtém-se o valor de 10log(2). Como diferença entre L1 e L2.
6.

De acordo com o Regulamento Geral do Ruído, o que é uma zona sensível e uma zona mista? Quais os possíveis problemas que podem surgir com este tipo de classificação de zonas?



(10 pontos)

Segundo o artigo 3ª, as definições requeridas aparecem nas alíneas:

“g) Zonas sensíveis - áreas definidas em instrumentos de planeamento territorial como vocacionadas para usos habitacionais, existentes ou previstos, bem como para escolas, hospitais, espaços de recreio e lazer e outros equipamentos colectivos prioritariamente utilizados pelas populações como locais de recolhimento, existentes ou a instalar;

h) Zonas mistas - as zonas existentes ou previstas em instrumentos de planeamento territorial eficazes, cuja ocupação seja afecta a outras utilizações, para além das referidas na definição de zonas sensíveis, nomeadamente a comércio e serviços. “


7.

Um jornalista (leigo) pede-vos para comentar a seguinte frase:

“Se a frequência do fenómeno acústico é uma parâmetro tão importante, porque é que a legislção está maioritariamente expressa em dB e não em Hz?”. Que diriam?

(15 pontos)

8.

Quais as consequências de efectuar uma análise espectral utilizando a ponderação A, ou filtro A? Só dba?



(10 pontos)
http://pt.osha.eu.int/legislation/dr992.stm
http://meteo.ist.utl.pt/~jjdd/LEAMB/LEAmb%20TFC%20site%20v1/2001-2002/AVasconcelos_BLucena%20relatorio.pdf
Ponderação A

O ouvido humano não é igualmente sensível a todas as frequências, sendo mais sensível às

frequências que se situam entre os 2000 e os 5000 Hz e menos sensível para frequências

extremamente altas ou baixas. Por exemplo: um tom a 100 Hz deve ter um nível de pressão

sonora 5 dB mais elevado do que um tom a 1000 Hz, para que a audibilidade subjectiva

seja a mesma [19].

De seguida apresenta-se um diagrama que mostra os limiares de audição e de dor para o

ouvido humano saudável.

De forma a modelar o comportamento do ouvido humano surgiram várias ponderações,

classificadas como A, B, C e D. A que é actualmente considerada como a que melhor avalia

o conforto acústico é a primeira pois foi demonstrado que é aquela que melhor se ajusta às

respostas do ouvido humano ao som. A ponderação A é por isso a que é mais utilizada na

avaliação de ruído ambiental, estando as respectivas medições de níveis de pressão sonora

expressas em dB(A).

Alguns instrumentos realizam medições do ruído automaticamente de acordo com esta

ponderação. O ruído só muito raramente tem um nível constante, pelo que estes

instrumentos apresentam o nível de ruído de várias formas:

. LA10 – índice atingido ou excedido em 10% da duração do intervalo de tempo (já

foi utilizado na avaliação do ruído de tráfego;

. LA90 – índice atingido ou excedido em 90% da duração do intervalo de tempo;

. LA1 – índice atingido ou excedido em 1% da duração do intervalo de tempo;

. LAeq – nível de ruído que durante um certo período de tempo produz a mesma

energia que o ruído real intermitente.

9.

Planeia-se construção de uma fábrica cujo ruído poderá vir a afectar um bairro residencial localizado a 0.8 km da fábrica.


a) Calcule qual o nível da pressão sonora que atinge o bairro em questão, sabendo que o nivel sonoro equivalente, ponderado A, obtido imediações da fábrica à noite foi de 80.0 dBA.
b) Qual o enquadramento legal para o valor que calculou?
c) Se a análise espectral apresentasse os valores do Quadro 1, que tipo de comentários seriam apropriados para incluir num relatório elaborado por um profissional acústico, sabendo os valores da análise espectral do cockpit de um avião?
d) Como se explica a diferença de valores para o Leq e o LAeq?
e) Que tipo de soluções existem para mitigar o ruído que atinge o bairro?

(25 pontos)

Quadro 1





Frequência

(Hertz)

Fábrica

Leq (dBLin)

Cockpit

Leq (dBLin)

6,3

94,5

74,0

8

91,5

71,4

10

92,0

73,5

12,1

93,3

75,0

16

86,8

70,9

20

87,8

75,4

25

91,2

70,6

31,5

83,4

70,2

40

83,3

72,1

50

85,9

66,2

63

91,8

62,3

80

87,1

63,3

100

86,9

58,4

125

89,5

57,0

160

86,5

58,3

200

80,8

58,2

250

77,2

57,9

315

78,3

59,4

400

75,6

59,7

500

70,4

64,3

630

71,5

65,1

800

71,7

64,7

1000

66,3

63,8

1250

62,5

63,5

1600

61,2

62,4

2000

63,6

60,1

2500

63,9

58,0

3150

62,2

54,2

4000

57,7

49,6

5000

65,3

46,8

6300

64,2

45,9

8000

67,3

45,6

10000

69,1

42,2

12500

71,2

39,0

16000

70,4

34,5

20000

67,5

27,9

LAeq (dBA)

80,0

72,2

Leq (dBLin)

104,7

83,2




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