Simulação Acústica em Voice Booths

Harmonia
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Oct 23 · 3 min read

A vida em ambientes corporativos dos dias atuais tem se resumido à convivência em escritórios de planta aberta (open plan), que tem sido um modelo questionado por não se ter certeza sobre a ajuda efetiva na produtividade e no co-working, principalmente por atrapalhar a concentração com níveis de pressão sonora elevados para o trabalho e por restringir a privacidade. Uma solução temporária que está sendo adotada neste tipo de escritórios no Brasil, são pequenas cabines também conhecidas como voice booths, onde usuários podem realizar ligações ou fazer pequenas reuniões com maior privacidade, se desejado.

Escritórios open-plan não permitem um grande nível de concentração e nem mesmo de privacidade

Ainda assim, este tipo de cabine apresenta um desafio para ser projetado, pois geralmente seu volume interno não passa de 15 m³, implicando que simplificações de ondas para raios sonoros serão possíveis em faixas de frequências bem menores do que em salas maiores, i.e., o comportamento acústico interno da sala deve de fato ser considerado ondulatório para que não se percam informações devido à estas simplificações. Também, a faixa de frequência típica para este tipo de sala acaba englobando as frequências da fala, que devem ser tratadas com maior cuidado.

Típico voice booth: o modelo de cabine permite maior privacidade e concentração no trabalho

Os softwares comerciais para simulação acústica de salas presentes no mercado fazem a simplificação de considerar ondas sonoras como um traçado de raios, principalmente por diminuir generosamente o tempo de cálculo da simulação da onda se propagando no espaço desejado. Porém, como comentado anteriormente, este tipo de abordagem negligencia fenômenos ondulatórios como a difração ou ressonâncias no recinto estudado. Isto acaba gerando resultados e gastos não desejados dos projetos acústicos de voice booths, por conta dos projetos executados saírem diferentes do que são planejados. Há portanto a necessidade de se usar outras técnicas computacionais para se modelar a propagação da onda sonora com maior precisão neste tipo de recinto. Um dos métodos mais simples e eficazes, é o Método de Diferenças Finitas, conhecido por sua sigla FDTD em inglês, utilizado não somente para simulações acústicas, mas também em simulações de eletromagnetismo. Contudo, mesmo para este método, a forma de se modelar a absorção sonora de superfícies tem sido estudada apenas recentemente, e têm sido feitos poucos experimentos comparando-se resultados de medições sonoras com resultados de simulações.

Este tipo de modelo de superfície em simulações é comumente chamado de condições de contorno. É necessário modelar condições de contorno apropriadas para que os resultados das simulações não apresentem aberrações irreais.

Pulso sonoro se propagando em uma malha bidimensional utilizando FDTD

No congresso do ICA (International Congress on Acoustics) de 2019, em Aachen - Alemanha, foi apresentado um artigo mostrando estudo de caso de um voice booth onde foram realizadas medições sonoras, e comparou-se os resultados das medições com os resultados da simulação utilizando o método apresentado. No mesmo artigo foram apresentadas condições de contorno alternativas para o método FDTD, baseadas em condições de contorno já estudadas.

Mais detalhes deste estudo são encontrados no artigo publicado, que pode ser lido aqui!

http://www.ica2019.org/


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