Impedância Acústica

 

A impedância acústica (Z) de um material é a resistência ou dificuldade que o material opõe à passagem do som. Matematicamente corresponde ao cociente entre a pressão sonora e o produto da velocidade do som nesse material (v) pela superfície (S) através da qual o som se propaga. Quando as ondas sonoras atravessam uma interface entre dois materiais diferentes, se eles possuírem a mesma impedância acústica, não ocorre reflexão e a onda é transmitida ao segundo material. Se existir diferença de impedância acústica, é esta diferença que origina uma maior ou menos reflexão das ondas sonoras.

Z = p / v.S

Como o produto v.S tem as dimensões de um volume por segundo, é geralmente designado por velocidade volume. A impedância acústica é função da frequência. A unidade de impedância acústica é o Rayl. Refira-se que tem a mesma designação no sistema MKS, no sistema CGS e no sistema internacional de unidades (SI), embora não tenha o mesmo valor:

1 rayl (CGS) = 10 rayl (MKS) = 10 rayl (SI)
1 rayl (MKS) = 1 rayl (SI)

No sistema CGS: 1 rayl = 1 dine . segundo / centímetro cúbico;
No sistema MKS: 1 rayl = 1 Newton . segundo / metro cúbico;
No sistema SI: 1 rayl = 1 Pascal . segundo / metro cúbico.

A impedância acústica específica (z) é o cociente entre a pressão sonora e a velocidade de propagação do som no material em estudo. Portanto:

z = p / v = Z.S

A unidade de impedância acústica específica é o Rayl/unidade de área. (Rayl/cm2 ou Rayl/m2) Refira-se que tem a mesma designação no sistema MKS, no sistema CGS e no sistema internacional de unidades (SI), embora não tenha o mesmo valor:

No sistema CGS: 1 rayl/cm2 = 1 dine . segundo / centímetro;
No sistema MKS: 1 rayl/m2 = 1 Newton . segundo / metro;
No sistema SI: 1 rayl/m2 = 1 Pascal . segundo / metro.

Na Tabela 27 indicam-se os valores das impedâncias acústicas para diversos tipos de materiais. Como se pode verificar, os valores das impedâncias acústicas para as borrachas são muito baixos quando comparadas com as observadas em metais e no vidro.

Tabela 27 – Impedância acústica
Material Densidade g/cm3 Impedância acústica, Z (Mrayl)  (*)
Acetato de vinilo etileno (EVA) 0,94 1,69
Aço (em geral) 7,67 – 8,03 45,4 – 51,0
Aço inoxidável 7,89 45,4
Aço macio 7,80 46,0
Alumínio 2,70 17,33
Ar 1,293 0,0004286
Borracha 0,97 1,56
Borracha 1,00 1,55
Borracha macia 0,95 1,00
Cobre 8,93 41,6 – 44,6
Ebonite 1,11 2,64
Ferro 7,69 25,3 – 46,4
Ferro fundido 7,22 – 7,8 33,2 – 37,4
Isobutileno isopreno (IIR) 1,11 2,0
Madeira Olmo 0,554 – 0,658 0,798
Madeira Sobreiro 0,657 – 0,977 3,6
Policloropreno (CR) 1,31 2,1
Poliuretano (PU) 1,04 – 1,30 1,38 – 2,36
Silicone (RTV) 1,02 – 2,83 0,99 – 1,89
Vidro 2,2 – 3,6 10,1 – 18,9
* 1 Mrayl = 1 Mega Rayl = 105.gm/cm2.sec.