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O método híbrido é uma combinação do Método das Fontes Virtuais com o Método de Traçado de Raios, mesclando a natureza determinística, derivadas do método de fonte imagem, com algumas características estatísticas do traçado dos raios (SOUZA, 1997), reduzindo significativamente o tempo de computação e eliminando a maioria das incertezas

devido à natureza estatística dos raios presentes no RTM. O método busca simular os três fenômenos mais importantes da propagação do som em salas, que são a absorção, a reflexão especular e a reflexão difusa (CARDOSO, 2010).

Dentre os Métodos Híbridos existentes os mais utilizados como opções para processamento são: Método dos Raios Cônicos (Conical Beam Method – CBM) e o Método dos Raios Triangulares (Triangular Beam Method – TBM).

3.4.3.1 Método dos Raios Cônicos

O Método dos Raios Cônicos (CBM) emite um grande número de cones com seus vértices na fonte, como é mostrado na Figura 15. A propagação dos cones no ambiente é assegurada pela aplicação de um algoritmo de raios acústicos nos seus eixos. Uma fonte imagem visível é encontrada quando um ponto de recepção se encontra dentro do volume varrido pelo cone. Sua contribuição é calculada facilmente usando a divergência esférica. A vantagem em relação ao método da fonte imagem virtual é que não é necessário o teste de visibilidade.

Figura 15 - Propagação de um cone em uma sala retangular

Fonte: LMS International (1993)

No CBM pode ocorrer à múltipla detecção do mesmo caminho devido à sobreposição de cones adjacentes, Figura 16. Isto ocorre pelo fato dos cones não cobrirem completamente a superfície esférica da fonte.

Figura 16 - Sobreposição dos cones

Fonte: LMS International (1993)

Esse problema é minimizado pelo uso de um algoritmo de ponderação da energia recebida que faz com que as múltiplas contribuições produzam na média o nível sonoro correto, vide Figura 17.

Figura 17 – Ponderação dos cones

Fonte: LMS International (1993)

Com a propagação do cone, a frente de propagação cresce, aumentando a chance de esta atingir uma aresta, fazendo com que haja o aparecimento do efeito de estreitamento do raio. Isso associa caminhos de reflexão errados a fontes imagem visíveis, podendo levar a desconsideração dessas fontes no cálculo, como mostrado na Figura 18. Por outro lado algumas fontes imagens falsas podem ser consideradas (CARDOSO, 2010).

Figura 18 - Efeito de estreitamento de raios.

Fonte: LMS International (1993)

O problema de fontes falsas ocorre principalmente nas fontes imagens de ordens elevadas e pode ser reduzido aumentando o número de raios e diminuindo o ângulo sólido do cone. Isto acarreta um maior tempo de processamento computacional, mas as falsas fontes imagens tendem a compensar as fontes imagens perdidas pelo estreitamento dos raios. Na Figura 19 é mostrado o receptor 1, relativo a uma fonte imagem falsa, e o receptor 2, relativo a uma fonte imagem perdida (CARDOSO, 2010).

Figura 19 - Receptor 1, relativo a uma falsa imagem e Receptor 2, relativo a uma imagem perdida

3.4.3.2 Método de Raios Triangulares

O Método de Raios Triangulares (TBM) é similar ao CBM. O que diferencia é que o TBM emite pirâmides de base triangular para discretizar a frente de ondas esféricas, Figura 20, no lugar de cones como no CBM. Isto evita o aparecimento do problema de superposição de feixes apresentado pelo CBM, uma vez que as pirâmides adjacentes cobrem perfeitamente a fonte esférica, mas o problema de estreitamento de feixes permanece (CARDOSO, 2010).

Figura 20 - Método de raios triangulares

Fonte: LMS International (1993)

O TBM fornece resultados mais precisos do que o CBM, mas é necessário mais tempo computacional para convergir (LMS INTERNATIONAL, 1993).

Os tópicos desse capítulo até aqui apresentaram o estudo teórico realizado para melhor domínio das necessidades acústicas e dos métodos numéricos mais utilizados em recintos fechados. O próximo tópico dará uma ideia global da metodologia utilizada para a elaboração do trabalho, identificando etapas e abordagens feitas para a criação do modelo de simulação do campo acústico do piso dos geradores da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira.

3.5 Metodologia

O objetivo deste trabalho como mencionado anteriormente consiste na elaboração de uma metodologia para auxiliar e fornecer informações necessárias para criação do mapa acústico de um ambiente fechado, mais especificamente, o mapa do ruído no ambiente interno de uma usina hidrelétrica. A metodologia, resumidamente, seguirá dois tipos de abordagem: experimental e teórica.

A abordagem experimental envolve as seguintes etapas: análise e caracterização do ambiente físico, elaboração de um procedimento para a realização das medições para definir

pontos que representassem o ambiente como um todo, realização das medições nesses pontos previamente definidos, processamento e análise dos dados coletados durante o procedimento de medição. Já a abordagem teórica envolve a caracterização do ambiente físico, a definição das principais fontes de ruído, o estudo e a modelagem da propagação do ruído com base na fundamentação e nas medições realizadas e finalmente a elaboração do modelo global do campo acústico. Tendo sido definido o modelo acústico, o próximo passo refere-se a validação que é feita com base nas medições obtidas na abordagem experimental.

A Figura 21 mostra esquematicamente o fluxograma das várias etapas envolvidas na metodologia proposta no trabalho.

Figura 21 – Fluxograma das etapas da dissertação

Fonte: Elaboração do próprio autor

Para avaliar as condições operacionais quanto aos níveis de ruído gerados e também fazer o levantamento da área de impacto do ruído proveniente das principais fontes, foram realizadas medições em todo o ambiente interno do piso dos geradores. O ruído ambiente

proveniente das atividades de geração de energia das turbinas, geradores e equipamentos auxiliares serão discutidos e analisados nos próximos capítulos.

4 TESTES PRELIMINARES PARA SIMULAÇÃO DO CAMPO ACÚSTICO NO