Por Stephen Lind, engenheiro de acústica da Trane®
Especialistas acreditam que cerca de um terço dos alunos das escolas perdem 33% da comunicação oral que ocorre dentro da sala de aula. A acústica tem um papel importante na criação de um ambiente produtivo e essa é uma área crítica nas escolas porque grande parte da aprendizagem primária e secundária está baseada na comunicação oral, na qual a acústica da sala é um componente crítico no alto desempenho escolar.
Pesquisas mostram que o excesso de barulho e a reverberação em salas de aulas interferem na comunicação oral e na escuta, impedindo o aprendizado. Além disso, escolas com acústicas ruins criam desafios extras para estudantes que têm dificuldades no processo de aprendizado, seja prejudicado por uma deficiência auditiva ou que estejam se esforçando para aprender em outra língua2. De acordo com o Jornal da Sociedade Acústica da América (Journal of the Acoustical Society of America – JASA), vários estudos mostram que estudantes aprendem mais rápido, compreendem e retêm mais conhecimento em ambientes com acústica apropriada.
Por causa destes fatores, os requisitos do projeto de acústica escolar são diferenciados quando comparados com outros espaços de construção comercial. A Sociedade Acústica da América (Acoustical Society of America – ASA) através do Instituto Nacional Americano de Padrões (American National Standards Institute – ANSI) criou um modelo padrão para a acústica das salas de aula com o objetivo de ajudar a garantir que as escolas sejam projetadas corretamente, criando condições mais propícias para o aprendizado.
Os equipamentos de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC) podem ser a chave fundamental para criar escolas com salas de aulas silenciosas e confortáveis para alunos e professores. Há algumas considerações importantes, mas é extremamente possível atender aos requisitos necessários de uma sala de aula com os equipamentos HVAC padrão e com os componentes disponíveis no mercado, sem acrescentar custos significativos nas instalações.
A importância da acústica
Diferente dos adultos, as crianças são consideradas ouvintes ineficazes, pois ainda estão desenvolvendo suas habilidades de percepção da fala. Isso faz com que fique mais difícil para eles separar um discurso do barulho de fundo ou conseguir distinguir corretamente o que está sendo dito. Crianças precisam de boa acústica para entender cada palavra familiar e para aprender novas informações.
Esses problemas podem ser especialmente críticos para estudantes que possuem alguma deficiência de aprendizagem ou auditiva, ou ainda para crianças que estejam com alguma infecção comum no ouvido, o que pode causar uma perda de audição temporária.
Como crianças possuem necessidades acústicas diferentes, os engenheiros e arquitetos não podem confiar em práticas consideradas aceitáveis acusticamente para adultos ao projetar espaços escolares para o ensino infantil.
Existem fontes de sons internos e externos que impactam diretamente nos níveis de ruído de uma escola. Isso precisa ser considerado. Os fatores ambientais externos podem incluir rodovias, aeroportos ou linhas ferroviárias ao redor. Os equipamentos HVAC para escolas e sistemas mecânicos de construção podem contribuir significativamente para o ruído dentro de uma sala de aula. Se a acústica não for considerada quando o prédio é projetado, o barulho do equipamento HVAC se torna um fácil produtor de ruído excessivo na sala de aula.
Padrões acústicos para escolas
Os padrões de projeto acústico para salas de aula que foram desenvolvidos pela ANSI, através do ASA, são diferentes do que em outros edifícios comerciais e institucionais.
O padrão ANSI/ASA S12.0, Critério de Desenvolvimento Acústico, Requisitos de Design e Diretrizes para Escolas, estabelece um conjunto mínimo de requisitos para ajudar os profissionais que planejam as instituições de ensino, fornecendo boas características acústicas para salas de aula e outros espaços de aprendizagem. (Os critérios estão disponíveis para download gratuito em http://www.acousticalsociety.org/)
Os requisitos acústicos para salas de aula permanente são baseados no tamanho da sala e incluem os níveis de profundidade máxima para os níveis de pressão sonora entre A- e C (dBa e Dbc), além do tempo de reverberação.
Um número cada vez maior de estados americanos estão adotando o padrão ANSI/ASA, mostrando a importância da acústica no planejamento das escolas. O Conselho de Acesso dos Estados Unidos (United States Access Board), uma agência do governo americano que promove a igualdade para pessoas com deficiências, também está trabalhando para que os padrões acústicos sejam adotados nos códigos de construção em todo o país. A agência trabalhou recentemente junto com o Conselho Internacional de Código (International Code Council) para inserir os critérios determinados pela ANSI/ASA nos códigos de construção que especificam a acessibilidade.
Além disso, existem padrões do Instituto de Ar Condicionado, Aquecimento e Refrigeração (Air-Conditioning, Heating & Refrigeration Institute – AHRI) – também disponíveis para download gratuito em http://www.ahrinet.org/Home.aspx – que estão de acordo com os requisitos recomendados para níveis de ruído para sistemas HVAC aplicados em escolas.
Testes realizados em uma sala de aula simulada mostraram que as recomendações do modelo padrão podem facilmente ser alcançadas usando produtos de HVAC disponíveis no mercado e com técnicas de projetos e instalações aceitas pelo setor. O principal requisito é que a acústica é um parâmetro de projeto e deve ser considerada durante a concepção do mesmo.
Os sistemas testados incluíram uma unidade rooftop, uma unidade fancoil e um sistema para aquecimento de água com bomba calor. Os testes provaram que os padrões exigidos poderiam ser atendidos com menos de 1% de custo adicional para instalações normais. Isso demonstra o quão importante é considerar no início de um projeto de design uma boa acústica.
Tecnologia para salas de aula mais silenciosas
Conhecer as exigências específicas de acústicas para as escolas – e entender como elas são diferentes das usadas para outras edificações – é a primeira etapa no planejamento e tratamento dos níveis de ruídos na sala de aula durante a fase de projeto.
Um desafio enfrentado por muitas instituições de ensino é a necessidade de colocar dentro da sala de aula equipamentos e ao mesmo tempo manter silencioso o suficiente para atender padrões acústicos. Nestes casos, colocar o equipamento em uma sala de máquinas fechada ou em um corredor próximo pode ajudar a diminuir o nível de ruído na sala de aula.
Quando essas opções não estão disponíveis, torna-se necessário selecionar equipamentos mais silenciosos. Procure por equipamentos certificados AHRI, para ter certeza de que encontrará os detalhes de acústica específicos. É importante ter certeza de que a classificação acústica é para todo o equipamento e não apenas para partes específicas, como o ventilador ou compressor. O teste feito pelo fabricante em todo o equipamento de ar condicionado é uma pratica recomendada para fornecer dados acústicos mais precisos e confiáveis.
Outra opção para diminuir o nível de ruído dos sistemas HVAC e equipamentos mecânicos é implementar várias opções de tratamento acústico. Por exemplo, o uso de materiais para revestimento de dutos e silenciadores podem ajudar a alcançar níveis sonoros mais baixos. Além disso, a indústria obteve avanços significativos no desenvolvimento de tecnologias ultra silenciosas, como o novo chiller (resfriados de líquido) a ar que produz 8 dBA a menos do que os outros produtos atuais do mercado.
A tecnologia dos motores comutados eletronicamente (Electronically commutated motors – ECM) pode ajudar a garantir um desempenho mais silencioso do equipamento, através da programação de variação de velocidade e potência do motor. Isso faz com que o equipamento funcione a uma velocidade mais baixa, e normalmente mais silenciosa, ajudando a reduzir os níveis de ruído em uma sala de aula quando ela estiver sendo utilizada.
Grandes escolas podem considerar como uma opção instalar uma central de resfriadores de líquido, que pode ser colocado em um local mais afastado das salas de aula, ajudando a minimizar o impacto sonoro nos ambientes críticos de aprendizado.
Investir em sistemas HVAC mais silenciosos e em equipamentos mecânicos também pode gerar outros tipos de benefícios. Por exemplo, ao selecionar equipamentos que geram menor nível de ruído é possível gerar uma redução nos requisitos de construção, como a necessidade de investimento em janelas à prova de som ou revestimentos de paredes e teto com tratamentos acústicos.
Recursos úteis disponíveis
Atualmente existem diversos recursos disponíveis que podem ajudar quando levados em consideração os equipamentos de climatização de ambientes. Esses recursos incluem softwares de análise acústica que podem prever com precisão e comparar os níveis de ruído de vários sistemas HVAC e planos de construção. O software calcula diferentes fontes de som e prevê com precisão o nível de som que uma sala de aula terá, auxiliando a escolha da solução adequada durante o planejamento do projeto. Por exemplo, entradas possuem requisitos específicos de construção de acordo com os equipamentos HVAC, configuração de dutos, tipos de parede e teto.
Os fabricantes dos equipamentos HVAC oferecem esse tipo de software e análise acústica. A Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar-Condicionado (American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers – ASHRAE) também possui um manual que fornece orientações sobre a realização de uma análise acústica.
Contratar no início do projeto um consultor acústico familiarizado com os requisitos necessários pode ajudar a evitar problemas futuros, além da economia de dinheiro durante o desenvolvimento. Nos Estados Unidos existe o Conselho Nacional de Consultores Acústicos (National Council of Acoustical Consultants), uma organização que fornece orientações que contribuem para a seleção de um consultor acústico para projetos específicos.
Níveis de som que promovem a aprendizagem
O ruído de um sistema HVAC costuma ser um dos responsáveis comuns em salas de aula barulhentas. O ruído excessivo e a reverberação interferem no entendimento da voz, causando uma compreensão reduzida e, consequentemente, uma aprendizagem reduzida.
Engenheiros e arquitetos precisam considerar todas as fontes de som que afetam um espaço de sala de aula. Os padrões acústicos escolares oferecem orientação sobre os níveis máximos de ruído de fundo e os tempos de reverberação para uma aprendizagem ótima (cognitiva). É importante estar atento a esses padrões – e saber que há opções viáveis e acessíveis disponíveis que ajudem a compreensão. Quando o sistema é projetado adequadamente, o ruído mecânico excessivo pode ser substancialmente reduzido com pouco ou nenhum custo extra.
Finalizando, um bom ambiente de aprendizagem e leitura pode ser alcançado se a acústica da sala de aula for levada em consideração no início do projeto e com a colaboração inicial de planejadores escolares, arquitetos, construtores e fornecedores.
*Stephen Lind é engenheiro de acústica na área de testes de som e vibração na Trane, marca da Ingersoll Rand® e um dos principais fornecedores mundiais de sistemas e soluções de conforto para interiores. O trabalho de Lind concentra-se principalmente na medição de som para sistemas de Ar Condicionado da Trane. Lind também atua no Comitê Técnico de Som do Sistema de Aquecimento e Refrigeração do Ar Condicionado (Air Conditioning Heating and Refrigeration Institute’s Technical Committee on Sound) e nos Comitês de Padrões S1 e S12 da Sociedade de Padrões Acústicos da América (Acoustical Society of America Standards). Stephen é bacharel em física pela Universidade do Norte de Iowa e mestre em engenharia acústica pela Universidade do Texas em Austin. Antes de ingressar em Trane, Lind foi consultor acústico em Los Angeles e Mississauga, Ontário. Atualmente reside em Onalaska, Wisconsin.
- Nixon. 2002. “Padrões acústicos começam a reverberar: Controlando o ruído dentro das instalações escolares”, Revista Notícias da Construção Escolar Online (School Construction News Online)
2 P. Nelson e S. Soli. 2000. “Barreiras acústicas para a aprendizagem: crianças em risco em cada sala de aula”, Serviços de Linguagem, Fala e Audição em Escolas (LSHSS – Language, Speech, and Hearing Services in Schools)
3 P. Nelson. 2003. “Acústica na sala de aula: Por que as crianças precisam de silêncio,” Jornal ASHRAE 45(2): 24. Disponível em http://www.ashrae.org; acessado em Fevereiro de 2003.