Monitorização do Ruído

A monitorização do ruído implica uma monitorização sólida a longo prazo sem a necessidade de interacção humana. Existem dois tipos principais de monitorização sonora: monitorização do local de trabalho e monitorização do ruído ambiental, cada um dependendo da localização da fonte sonora. A monitorização do ruído ambiente é um dos tipos mais comuns de monitorização ambiental e é mais frequentemente realizada utilizando um sistema de monitorização.

 

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Monitores de Ruído com microfones MEMS

Em 2022, a Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) concedeu o primeiro Medidor de Nível Sonoro de Classe 1 do mundo com aprovação de microfone MEMS ao Monitor de Ruído SV 307A. Trata-se de um importante ponto de viragem na história dos microfones MEMS na monitorização do som ambiente.

Em 2014, após o dosímetro de ruído SV 104 ter sido homologado pela Austrian BEV (Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen) como o primeiro Medidor de Nível Sonoro de Classe 2 com microfone MEMS, o mercado dos monitores de ruído no local de trabalho foi revolucionado.

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Tabela de Conteúdos

O que é um sistema de monitorização do ruído?

O sistema de monitorização, tal como descrito na norma ISO 1996-2, compreende um Monitor de Ruído e um centro de recolha de dados, bem como todo o hardware e software utilizado para a monitorização do ruído ambiental.

Como se chama um monitor de ruído?

O termo Monitor de Ruído também chamado “Terminal de Monitorização de Ruído” (NMT) refere-se à instrumentação utilizada para a monitorização sonora contínua automatizada que monitoriza os níveis de pressão sonora ponderados A, os seus espectros, e todas as quantidades meteorológicas relevantes tais como velocidade do vento, direcção do vento, chuva, humidade, estabilidade atmosférica (ref. ISO 1996-2:2017).

Medidores de Nível Sonoro Classe 1 vs Monitores de Ruído Classe 1

Os monitores de nível sonoro de classe 1 são os mesmos que os sonómetros de classe 1 quando se trata de cumprir os critérios de desempenho IEC 61672. Como não existe uma normalização específica para Monitores de Ruído, as duas normas utilizadas para construir monitores de ruído são a IEC 61672-1 sobre a capacidade do instrumento para medir níveis sonoros e a ISO 1996-2 para aplicações de monitorização.

Os critérios essenciais de desempenho dos monitores de ruído definidos pela IEC 61672-1 são os seguintes: gama de funcionamento linear, resposta direccional, resposta de frequência, e gama de funcionamento de temperatura.

Mais requisitos estão associados à aplicação de medição, incluindo estabilidade a longo prazo, robustez ambiental, potência e comunicação. A ISO 1996-2 tem critérios adicionais, tais como GPS, análise de frequência e monitorização das condições meteorológicas (vento, chuva, temperatura, humidade), que não são abordados neste artigo.

 

Qual é a finalidade de um monitor de ruído?

O objectivo de um monitor de ruído é fornecer dados relativos ao nível de ruído num local, para que possa ser comparado com os limites de ruído estabelecidos.

Para que é utilizado um monitor de ruído?

Um monitor de ruído pode ser utilizado para avaliar a qualidade de vários tipos de ruído. Os monitores de ruído cumprem as normas ISO 1996-2 e destinam-se a medir as seguintes principais fontes de ruído ambiental: tráfego rodoviário, tráfego ferroviário, tráfego aéreo, e instalações industriais.

 

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Equipamento de monitorização do ruído ambiental

O equipamento de monitorização do ruído ambiental deve cumprir os requisitos associados à aplicação da medição, incluindo estabilidade a longo prazo, robustez ambiental, potência e comunicação. A ISO 1996-2 tem critérios adicionais, tais como GPS, análise de frequência e monitorização das condições meteorológicas (vento, chuva, temperatura, humidade).

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Como posso monitorizar os níveis de ruído?

Os dosímetros de ruído, medidores de nível sonoro ou monitores de ruído são utilizados para medições de ruído em diferentes áreas. A amostragem (curta) ou monitorização (longa) dos níveis de ruído acontece dependendo do período de tempo em que as medições são efectuadas. Para monitorizar os níveis de ruído no ambiente, o monitor de ruído deve ser instalado no local de medição seguindo os procedimentos ISO. A importância da selecção do local de medição é enfatizada na norma ISO 1996-2: 2017 que estabelece que os locais de medição de microfones devem ser escolhidos de modo a minimizar o efeito do som residual de fontes sonoras relevantes.

Monitorização do ruído ambiental

Na sequência da ISO 1996-2, a monitorização ambiental é feita com Monitores de Ruído colocados a uma altura de 4m, de forma a minimizar a influência do som residual de fontes sonoras não relevantes.

O que é a monitorização do ruído sem vigilância?

A monitorização do ruído é normalmente realizada ao ar livre durante um longo período de tempo. A monitorização não vigiada significa que o monitor de ruído está continuamente a registar o ruído sem requerer atenção humana.

Monitorização do ruído em linha

A monitorização do ruído em linha está a tornar-se cada vez mais importante à medida que nos esforçamos por criar cidades mais sustentáveis e proteger a saúde e o bem-estar das pessoas que vivem em áreas urbanas. Os dados sobre o ruído são enviados para um centro de recolha de dados com a utilização de comunicação à distância. Websites como a SvanNET fornecem acesso à monitorização do ruído em linha.

Exposição ao ruído no local de trabalho

Seguindo a ISO 9612, o microfone é ligado aos ombros do trabalhador com um pequeno medidor de nível sonoro chamado dosímetro de ruído, que é colocado a cerca de 10 cm do ouvido. Este tipo de monitorização da exposição ao ruído é conhecido como dosimetria de ruído.

Quando deve ocorrer a monitorização do ruído?

A monitorização do ruído deve ocorrer sempre que exista o risco de exceder estes limites de ruído. Em resultado de estudos sobre as ligações entre ruído e saúde, bem como de procedimentos de elaboração de políticas em vários países, os governos estabeleceram valores-limite nacionais e regulamentos para o ruído ambiente.

Quais são os limites de dB permitidos?

Dependendo dos regulamentos locais, os limites de dB permitidos para o ruído ambiental podem ser diferentes. Normalmente, para o dia, o limite permitido de dB é de 65 dBA, e para a noite, o limite é de 55 dBA.

O que é a monitorização da qualidade do ruído?

A monitorização da qualidade do ruído é o processo de monitorização contínua dos níveis de ruído num ambiente para assegurar que estes se mantêm dentro de limites aceitáveis. Dependendo da aplicação, a monitorização da qualidade do ruído pode ser conduzida de várias formas. Os sonómetros e os dosímetros de ruído são frequentemente utilizados para a monitorização da qualidade do ruído nos locais de trabalho. Os medidores de ruído são utilizados para medições ambientais.

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Microfones MEMS na monitorização do ruído

O aparecimento de microfones MEMS de nova geração em 2019 permitiu a sua utilização na monitorização ambiental. Desde 2013, os microfones MEMS têm sido utilizados na dosimetria do ruído. Até recentemente, os dosímetros de ruído com microfones MEMS tinham um intervalo de medição linear de 55 dBA RMS ÷ 140,1 dBA Peak, o que era insuficiente para a monitorização ambiental.

Quais são as vantagens dos microfones MEMS nos monitores de ruído?

Os microfones MEMS reduzem o custo do sistema de monitorização sem sacrificar o desempenho. A utilização de microfones MEMS tem um efeito muito semelhante ao dos microfones condensadores clássicos em termos de sistemas de monitorização. Como resultado, a utilização de microfones MEMS assegura que parâmetros tais como gama de funcionamento linear, resposta de frequência e gama de funcionamento de temperatura estejam em conformidade com a norma IEC 61672-1. 

O aparecimento dos microfones MEMS quebrou a barreira do preço, reduzindo em média para metade o preço dos terminais de monitorização do ruído. Para além da economia de custos da NMT, os preços dos serviços de reparação também caíram. Os microfones MEMS são imunes à interferência de radiofrequência (RFI) e à interferência electromagnética (EMI), bem como à resiliência ambiental. Aplicações de monitorização acústica a longo prazo nos rigorosos Invernos subzero e Verões quentes e húmidos requerem esta resiliência às condições ambientais em mudança, o que é especialmente crucial.

O que é um Microfone MEMS?

Os microfones MEMS (Micro Electrical Mechanical System) consistem em três partes principais: MEMS, ASIC, e pacote. O microfone MEMS e o ASIC são embalados juntos numa cavidade que é rodeada por um substrato e uma tampa. Uma entrada de som (porta acústica) está presente quer no substrato quer na tampa, e, na maioria das vezes, posicionada directamente na cavidade MEMS.

O sensor MEMS é um condensador de silício feito de duas superfícies isoladas electricamente. Uma superfície, chamada placa traseira, é fixa e coberta por um eléctrodo. A outra superfície, chamada diafragma, é móvel e tem muitos buracos, ou seja, buracos acústicos.

A outra é móvel e chama-se membrana ou diafragma. Uma onda sonora passando pelos orifícios acústicos da placa traseira colocará o diafragma em movimento, criando uma mudança de capacitância entre as duas superfícies correspondentes. Isto é convertido num sinal eléctrico pelo Circuito Integrado Específico de Aplicação (ASIC).

MEMS microphone

Microfones MEMS analógicos e digitais

O ASIC fornece uma saída analógica ou digital, dependendo do tipo de microfone. Para microfones MEMS analógicos, o sinal de saída eléctrica do ASIC é enviado para um pré-amplificador externo, que também está encarregado de converter a saída para um sinal que pode ser utilizado como entrada de uma cadeia acústica.

Para microfones MEMS digitais, a saída ASIC é enviada para um conversor analógico-digital interno (ADC) para fornecer um sinal digital, quer como um formato PDM modulado por densidade de impulsos (fluxo de dados de alta taxa de amostragem de 1 bit) ou formato I2S (o mesmo que o microfone PDM mas incluindo um filtro de decifração e uma porta série para produzir uma taxa de amostragem de áudio padrão).

Analog mems microphone

Classe Microfone vs Classe Monitor de Ruído?

A classe do microfone e a classe do sonómetro são frequentemente confundidas uma com a outra. Embora o microfone seja uma peça amovível (para permitir a inserção directa de sinais de teste eléctricos), a norma para a norma IEC 61672-1 não especifica os requisitos para um microfone separadamente. Os requisitos de desempenho da classe IEC 61672-1 são aplicados a um sonómetro com um microfone como um todo.

Doravante, um monitor de ruído será considerado para satisfazer a norma IEC 61672-1 como o dispositivo completo, e como um sonómetro com um microfone.

Qual é o futuro de um bom controlo?

O desempenho dos monitores de ruído baseados em MEMS e microfones condensadores clássicos é bastante comparável.

Como resultado, a utilização de microfones MEMS em monitores de ruído assegura que parâmetros tais como gama de funcionamento linear, resposta de frequência, resposta direccional, e gama de funcionamento de temperatura estejam em conformidade com a norma IEC 61672-1. 

O futuro da monitorização sonora está a mudar rapidamente, à medida que surgem novas tecnologias que permitem formas mais precisas e eficientes de medir e analisar os níveis de ruído. Por exemplo, os recentes desenvolvimentos na tecnologia de sensores permitiram a criação de monitores de som que podem não só detectar ruído ambiental, mas também rastrear dados em tempo real e fornecer uma análise detalhada das tendências de ruído ao longo do tempo. Além disso, estão a ser utilizados algoritmos de aprendizagem de máquinas para desenvolver modelos de previsão de ruído mais sofisticados que podem ajudar a identificar potenciais fontes de poluição sonora e recomendar estratégias de atenuação. Em última análise, estes e outros avanços na tecnologia de monitorização sonora ajudarão a criar um mundo mais sustentável e habitável para todos.

Devido à concepção de sistemas NMT de baixo custo e muito bom desempenho baseados em microfones MEMS, são a única escolha certa para a monitorização do ruído multiponto no futuro.

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