Se a ficha técnica de um sistema indica "95 dB", isso não significa necessariamente o quão alto ele realmente será no seu local de trabalho. O número pode se referir à energia emitida pela máquina ou à pressão em um ponto específico da sala. Confundir esses dois conceitos leva a soluções de isolamento acústico baseadas em informações incorretas.

Embora o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora sejam ambos expressos em decibéis, eles respondem a duas perguntas completamente diferentes. Um indica a quantidade de som que uma máquina emite para o ambiente ao seu redor. O outro mede a quantidade desse som que chega ao seu local de trabalho.

Para compras, segurança ocupacional e planejamento, às vezes um valor é relevante, outras vezes outro. É exatamente aí que surgem mal-entendidos dispendiosos em muitas empresas. Este artigo compara o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora, demonstra a conversão usando um exemplo de cálculo e explica qual valor na ficha técnica da máquina é realmente importante para o seu planejamento. O cálculo matemático necessário se limita a uma única fórmula.

Causa e efeito em dois números

Um radiador ilustra como essas duas grandezas estão relacionadas. Sua potência de aquecimento é fixa, indicada em sua placa de identificação, independentemente do cômodo em que está instalado. A temperatura que você sente em sua mesa, no entanto, depende do tamanho do cômodo, da sua distância até o radiador e das paredes. O nível de potência sonora e o nível de pressão sonora são muito semelhantes. O primeiro descreve a causa, o segundo o efeito em um determinado local.

Por que isso é mais do que apenas uma questão de terminologia na indústria? O departamento de compras compara novos equipamentos com base nas especificações do fabricante, enquanto os especialistas em segurança do trabalho avaliam os níveis de ruído no posto de trabalho do operador. Ambos usam decibéis, mas raramente se referem à mesma coisa. Na sta Group, vemos com frequência em projetos que o valor de uma ficha técnica e um relatório de medição da fábrica aparecem lado a lado e se contradizem. Na realidade, os dois valores descrevem coisas diferentes que podem ser perfeitamente integradas.

O que descreve o nível de pressão sonora

O som se propaga como uma pequena flutuação na pressão do ar. Quando essa flutuação encontra um tímpano ou o diafragma de um microfone, ela pode ser medida como pressão sonora. Na relação entre nível de potência sonora e nível de pressão sonora, essa é a grandeza que você pode ler diretamente com um instrumento de medição.

O nível de pressão sonora é, portanto, válido apenas para o ponto exato onde a medição ou o cálculo foi realizado. A dois metros de distância, a mesma máquina em funcionamento pode produzir um valor completamente diferente.

Valor de referência 20 micropascais e escala logarítmica

O ouvido humano processa uma enorme gama de sons. A diferença entre o limiar de audição de 20 micropascais e o limiar da dor é de aproximadamente um milhão de vezes. Para manter essa faixa controlável, a pressão medida (p) é relacionada ao valor de referência (p₀) e o resultado é transformado em logaritmo. A fórmula é Lp = 20 · log(p / p₀). Esse fator de um milhão torna-se, portanto, 120 dB.

O decibel é tanto a unidade quanto a regra de cálculo do nível de pressão sonora. Um aumento de 6 dB significa o dobro da pressão sonora , embora o ouvido não perceba esse aumento como uma duplicação da intensidade sonora.

O nível de pressão sonora ponderado A e a audição humana

Como o ouvido percebe os tons graves como significativamente mais silenciosos do que as frequências médias sob a mesma pressão, essa propriedade é replicada na tecnologia de medição. O nível de pressão sonora ponderado A utiliza um filtro de frequência padronizado de acordo com a norma DIN EN 61672-1 e é expresso em dB(A) ou LpA.

Os dois valores de referência, acima dos quais os empregadores devem tomar medidas, referem-se a este valor, sendo 85 dB(A) o limite superior. Nosso artigo sobre níveis de ruído no local de trabalho descreve as consequências específicas desses limites.

O nível de potência sonora descreve a própria fonte.

A potência sonora mede a energia acústica total que uma máquina emite por segundo em todas as direções. Distância, tamanho da sala e área da superfície da parede são irrelevantes. Uma prensa tem a mesma potência sonora em um galpão de montagem vazio que terá posteriormente em uma fábrica totalmente ocupada.

Como medir algo que não pode ser captado diretamente por um microfone? O valor é calculado a partir de inúmeros níveis de pressão sonora medidos em uma superfície que envolve a máquina como uma carcaça. O método da superfície envolvente, de acordo com a norma ISO 3744, é um dos mais comuns para isso. É por isso que o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora estão intrinsecamente ligados, pois sem medições de pressão sonora, a potência sonora não pode ser determinada.

Valor de referência: um picowatt

Para a potência sonora P, aplica-se um valor de referência específico P₀ de um picowatt, ou seja, 10⁻¹² watts. A fórmula é LW = 10 · log(P / P₀). Assim, mesmo níveis de potência baixos resultam em altos níveis de pressão sonora.

• 1 miliwatts A potência acústica corresponde a 90 dB.
• 0,1 Watt Isso corresponde a 110 dB.
• 1 Watt Isso corresponde a 120 dB.

Apenas uma pequena fração da potência de acionamento de uma máquina é efetivamente convertida em som. Ao trabalhar com níveis de potência sonora e níveis de pressão sonora, é importante observar que, embora ambas as escalas pareçam semelhantes, elas são baseadas em valores de referência diferentes e, portanto, não podem ser subtraídas diretamente uma da outra.

O que significa a designação LWA

Nas fichas técnicas, a potência sonora geralmente é indicada com um índice duplo. O nível de potência sonora LWA combina o W (potência) com o A (ponderação de frequência). Por ser independente do local de instalação, é adequado como um valor de comparação neutro entre dois sistemas cuja localização futura ainda não foi definida.

Comparação direta entre nível de potência sonora e nível de pressão sonora.

Quando colocados lado a lado, fica rapidamente claro por que esses dois valores nunca devem ser comparados diretamente. Embora o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora compartilhem a mesma unidade, eles se referem a grandezas físicas diferentes com valores de referência distintos.

Visão geral da diferença entre nível de pressão sonora e nível de potência sonora:

Uma regra prática que se mostrou útil em nossos projetos é: a potência pertence à máquina, a pressão pertence ao local. Se um documento não tiver um índice e uma especificação de distância, não fica claro qual dos dois valores se refere. Uma consulta rápida ao fabricante é, portanto, mais barata do que uma solução com dimensões incorretas.

Converter o nível de potência sonora em nível de pressão sonora.

Para converter um nível de potência sonora em um nível de pressão sonora, você precisa de três informações: o nível da fonte, a distância até o ponto de interesse e a forma como o som se propaga.

A fórmula para uma fonte pontual em um campo livre

Se uma pequena fonte emite radiação livremente em todas as direções, sua potência é distribuída sobre uma superfície esférica. Nesse caso, Lp = LW − 20 · log(r) − 11 dB, onde r é a distância em metros. Para um aparelho sobre um piso rígido e refletor de som, apenas o hemisfério é relevante; em vez de 11 dB, subtraem-se 8 dB.

Isso nos leva a uma regra prática bem conhecida: a cada duplicação da distância, o nível sonoro em campo livre diminui em 6 dB. Posicionar a caixa de som diretamente contra uma parede ou em um canto da sala tem o efeito oposto; para cada metade da área de radiação, aproximadamente 3 dB são adicionados. A fórmula, portanto, descreve precisamente como a potência sonora é convertida em pressão sonora.

Exemplo prático de cálculo

Um exemplo do cotidiano no corredor torna a fórmula tangível:

• Valor inicial: uma máquina no chão do salão com um nível de potência sonora LWA de 100 dB(A)
• Distância: Local de trabalho a uma distância de 4 metros, 20 · log(4) resulta em aproximadamente 12 dB.
• bill: 100 dB(A) − 12 dB − 8 dB = aproximadamente 80 dB(A)
• Comparação: A 8 metros, aproximadamente 74 dB(A), a 2 metros, aproximadamente 86 dB(A)

Neste exemplo, a distância entre a estação do operador e dois ou quatro metros determina se o valor máximo de ativação foi excedido.

Por que o cálculo no corredor fornece apenas um limite inferior?

Em uma sala de concertos real, o som direto é complementado pelo som refletido pelo teto, paredes e equipamentos adjacentes. Embora o som direto domine próximo à fonte, o som refletido torna-se cada vez mais significativo com a distância. Portanto, o valor medido costuma ser notavelmente maior a distâncias maiores do que o resultado obtido em campo aberto.

Isso não representa uma quebra no nível de potência sonora e no nível de pressão sonora, mas sim um componente adicional da sala que a fórmula simples não leva em consideração. Nosso artigo sobre acústica de salas em pavilhões industriais explica como esse componente pode ser especificamente reduzido.

Perguntas frequentes sobre nível de pressão sonora e nível de potência sonora

Três perguntas surgem com particular frequência em discussões sobre nível de pressão sonora e nível de potência sonora.

O nível de pressão sonora pode ser maior que o nível de potência sonora?

Sim, isso é teoricamente possível muito perto da fonte. Para uma máquina no chão de fábrica, o nível de pressão sonora excede o nível de potência sonora a uma distância de aproximadamente 0,4 metros. Isso ilustra por que o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora nunca devem ser interpretados como duas medidas da mesma coisa.

dB e dB(A) são a mesma coisa?

Não. Um valor em dB(A) é ponderado pela frequência e dá menos peso às frequências baixas, enquanto o valor não ponderado trata todas as frequências igualmente. Com ruídos de baixa frequência, como os provenientes de grandes ventiladores ou prensas, a diferença pode ser significativa. A ponderação A pode ser aplicada tanto aos níveis de potência sonora quanto aos níveis de pressão sonora, daí as designações LWA e LpA.

Que valor deve ser incluído em uma proposta para uma nova máquina?

Idealmente, ambos. O nível de potência sonora permite comparar ofertas de diferentes fabricantes, enquanto o nível de pressão sonora emitido na estação do operador determina o que sua equipe ouvirá. Especificar limites superiores separados para o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora nos requisitos evitará disputas após os testes de aceitação.

Qual valor na ficha técnica da máquina é relevante para o seu planejamento?

As especificações do fabricante para emissões de ruído seguem um formato fixo. Para níveis de ruído superiores a 80 dB(A) na posição do operador, a ficha técnica deve especificar tanto o nível de pressão sonora da emissão quanto o nível de potência sonora da máquina. Nosso artigo sobre a Diretiva de Máquinas da UE explica as obrigações legais por trás desse requisito . Para fins de planejamento, é particularmente importante examinar cuidadosamente como o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora são especificados na ficha técnica.

Especificação de dois dígitos de acordo com a norma DIN EN ISO 4871

As fichas técnicas de acordo com esta norma listam cada valor em duas partes. O valor medido L é apresentado juntamente com a incerteza K, que abrange os desvios de medição e a variação dentro de uma série de produtos.

Para o seu planejamento, o que importa é a soma dos dois valores , pois somente essa soma descreve o que você pode esperar de qualquer máquina da série. Esse valor de dois dígitos se aplica igualmente ao nível de potência sonora e ao nível de pressão sonora.

O nível de emissão na estação do operador não é o mesmo que o nível no seu galpão.

O nível de pressão sonora emitido é determinado de acordo com as normas DIN EN ISO 11201 a 11205, sob condições específicas. Refere-se sempre ao nível de pressão sonora ponderado A, em uma posição definida no posto do operador. Outros níveis de ruído no ambiente e a acústica do próprio local não são considerados.

Portanto, ao comparar dois sistemas, utilize o nível de potência sonora. O valor de emissão é adequado como valor alvo para a estação do operador, mas para avaliar o ambiente de trabalho durante a operação, as medições in loco são, em última análise, decisivas.

Utilizando o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora para determinar a medida de isolamento acústico adequada.

Na prática, o nível de potência sonora e o nível de pressão sonora se complementam, formando uma abordagem clara. Planejamos o isolamento acústico em três etapas:

• Defina um valor alvo. O ponto de partida é o nível que o local de trabalho não deve ultrapassar no futuro, com uma distância de segurança até o valor de ativação inferior.
• Organizar as fontes. O nível de potência sonora de cada máquina na área mostra qual fonte determina o nível e onde uma medida terá o maior efeito.
• Dimensionando a medida. A diferença entre os níveis de ruído esperados e desejados no local de trabalho determina o efeito de isolamento acústico que um recinto, parede ou cabine deve alcançar.

Este cálculo é crucial, especialmente para gabinetes de máquinas , pois determina a construção das paredes, juntas e suprimento de ar. Portanto, antes de iniciarmos o projeto, realizamos medições no local e escaneamos o ambiente com um scanner 3D. Uma ficha técnica por si só não substitui essa avaliação no local, pois não leva em consideração as características específicas da edificação.

Para a sua empresa, isso significa especificamente: compare máquinas com base no nível de potência sonora, avalie locais de trabalho com base no nível de pressão sonora e considere apenas a distância e a configuração ao calcular a diferença entre os dois. Nível de potência sonora e nível de pressão sonora não são contraditórios, mas sim duas faces da mesma moeda. Nossa equipe de engenheiros, projetistas e instaladores internos cuida de todas as etapas, desde o relatório de medição até a instalação completa da cabine acústica. Se a sua ficha técnica e as suas medições não coincidirem, teremos prazer em ajudá-lo a interpretar os dados. Entre em contato conosco para uma consulta e comece com as medições no seu local de trabalho.