2023-08-30

Ventoinhas


Num quarto da nossa casa na Prainha em que dormem vários netos, existe uma Mezzanine provavelmente instalada depois da montagem do sistema de Ar Condicionado Multi-Split, o aparelho desse quarto deveria estar mais alto.

Durante os picos das ondas de calor, que com as alterações climáticas em curso estão a ficar cada vez mais frequentes, a temperatura na Mezzanine fica excessivamente alta.
 

No ano passado tentámos usar uma ventoinha de chão na imagem ao lado, que tínhamos comprado numa estadia noutra casa mas o aparelho fazia muito barulho. Este ano, numa das ondas de calor usámos  mesmo assim esse aparelho barulhento durante duas ou três noites. Li na altura que existem pessoas, designadamente bébés, a quem a presença de ruído branco, típico por exemplo de ventoinhas e de canais de TV sem sinal, lhes facilita o sono tendo um efeito calmante.

Não era o caso de um dos netos que dormia bem se a ventoinha estivesse desligada quando adormecia mas que, caso acordasse por qualquer motivo, tinha depois dificuldade em adormecer com o ruído da ventoinha presente. Os dois beneficiados com a presença da ventoinha consideravam o ruído aceitável e a sensação térmica satisfatória.

Fui assim à procura de uma ventoinha menos barulhenta. Eu lera na revista Proteste da DECO que os valores de decibéis (o decibel (dB) é neste caso uma medida da intensidade sonora causada por uma equipamento ou presente num ambiente como composição de vários sons num local específico) publicados pelos fabricantes de ventoinhas costumavam ser inferiores ao valor real.

Pensei que se comprasse outra ventoinha de modelo diferente mas da mesma marca, seria provável que se os decibéis publicados pelo fabricante fossem diferentes, a ventoinha com menos decibéis faria menos ruído. As lojas de electrodomésticos não costumam ter ambientes em que se avalie em boas condições o volume sonoro provocado por uma ventoinha num quarto silencioso na ausência dela, daí a dependência nos valores de ruído publicados pelos fabricantes

 
Comprei a ventoinha na imagem ao lado que tinha um ruído publicado de 53,5dB enquanto a que referi acima produzia 57dB.  

Constatei que esta diferença de 3,5dB é muito significativa, sendo a diferença neste caso entre o aceitável e o inaceitável.  O quadrado contendo a primeira ventoinha tinha de lado 40cm mas o diâmetro das pás da ventoinha era apenas de 30cm. O diâmetro da 2ª ventoinha era 40cm. A potência da 1ª era 40W enquanto a 2ª era 45W. Os preços eram equivalentes, no intervalo 20 a 30€ em que a primeira era ligeiramente mais cara.

O empregado que me atendeu na loja, se bem que simpático e acedendo facilmente aos dBs dos vários modelos de ventoinha tinha excesso de imaginação ou uma formação deficiente. Disse-me que o 1º equipamento que aqui referi se tratava de um ventilador enquanto o segundo era uma ventoinha, quando no sítio da loja referiam qualquer um dos equipamentos como ventoinhas. Pior ainda “informou-me”, se bem que referisse não estar completamente seguro, que os ventiladores enviavam mesmo ar mais frio do que o ar existente na sala enquanto as ventoinhas se limitavam a mover o ar ambiente.

Nas buscas de “ruído de ventoinhas” a maior parte dos artigos era sobre ventoinhas de computadores. A Wikipédia tem entrada sobre ventoinhas mas, como é habitual, a versão em inglês é muito mais  completa do que a escrita em português. Cita um documento da “UK Health and Safety Executive”, o regulador britânico para a um local de trabalho saudável e seguro, sobre 10 medidas mais eficazes para redução do ruído. Numa delas refere que reduzir a velocidade duma ventoinha para metade poderá reduzir o ruido em 15dB dado que o ruído será proporcional à quinta potência da velocidade da ventoinha. Uma redução de 10% reduziria 2dB e de 20% seria menos 5 dB.

A Mecânica de Fluidos é um tema demasiado complexo para eu avaliar a razoabilidade destas últimas considerações. Talvez algum engenheiro mecânico se pronuncie sobre elas.


 

1 comentário:

jj.amarante disse...

Recebi este texto do Prof.José Maria André do IST que passo a transcrever
«
O ruído pode ser produzido de várias maneiras. Pode ser uma oscilação de caudal pontual fonte/survedouro; pode ser um dipolo oscilante; ou um multipolo... Os altifalantes direccionais produzem multipolos com os lobos orientados convenientemente.

O Lighthill deduziu que, para turbulência constituída por singularidades de primeira ordem (fontes/survedouros), a potência acústica é proporcional à OITAVA potência da velocidade característica da turbulência, que se pode considerar, em muitos casos, proporcional à velocidade média do escoamento principal. Este resultado é conhecido como «Lighthill's eighth power law».

A lei de Lighthill contribui para explicar, por exemplo, a enorme redução do ruído dos motores turbofan em relação aos turbojactos.

Não sei se esta conclusão ajuda no caso das ventoinhas domésticas, porque o ruído produzido por elas depende muito da forma das pás, em particular do bordo de ataque, da variação da curvatura ao longo do raio e de outras características do desenho.

A palavra ventoinha é um termo popular. A terminologia mais técnica para turbomáquinas de gases em condutas distingue entre ventiladores/«fans» (se o escoamento é incompressível) e compressores/«compressors». Contudo, na aeronáutica, popularizou-se o termo «fan» (ventilador) para a primeira roda dos turbofan, embora a razão de compressão já seja significativa (a razão de pressões absolutas pode chegar a 1,5). O motivo de lhes chamar «fans» é por comparação com o compressor, que vem a seguir, que tem uma razão de compressão cerca de uma dezena de vezes maior. Turbomáquinas de gases em domínios não confinados denominam-se ventiladores (simplesmente para mover o ar), ou hélices/«propellers» (para produzir força propulsiva).

Há outros tipos de turbulência além da considerada por Lighthill. Em camadas de corte livres, como a esteira de bordos de fuga de pás, parece que a intensidade do som varia mais aproximadamente com a QUINTA potência do escoamento.

Este tipo de resultados têm grande interesse teórico mas uma certa margem de incerteza na correspondência com a realidade. Por exemplo, o número de Mach pode ser importante.
»

Além de todos estes esclarecimentos ficou para mim confirmado "que a intensidade do som varia mais aproximadamente com a QUINTA potência do escoamento", o que à primeira vista me parecera excessivo.