Eliminar o ruído estrutural das paredes: isolamento de vibração do suporte de ar condicionado

A vibração estrutural de um suporte de ar condicionado em paredes de tijolo é uma das queixas de ruído mais frustrantes que os proprietários de split portátil relatam — porque o compressor exterior da unidade pode estar a funcionar na perfeição e, ainda assim, persiste dentro da divisão um zumbido de baixa frequência constante, a frequências que o ruído aéreo da unidade interior nunca atinge. A vibração tem origem no pistão ou no mecanismo scroll do compressor, transmite-se através da carcaça do condensador para o suporte metálico e entra depois na estrutura da parede de tijolo ou alvenaria através dos pontos de contacto do suporte. A alvenaria é um excelente condutor de vibração, e a parede atua como um grande painel ressonante que converte a energia mecânica novamente em som audível dentro do espaço habitado.

Como é que a vibração do compressor chega ao interior de uma parede de tijolo?

O percurso de transmissão do compressor até ao interior da divisão tem quatro fases distintas, cada uma das quais pode ser interrompida com a medida de isolamento adequada. Primeiro, o compressor gera forças mecânicas cíclicas à sua frequência de funcionamento — normalmente 25–50 Hz numa unidade de velocidade fixa, ou uma banda variável de 15–80 Hz num inverter. Segundo, estas forças acoplam-se à carcaça do condensador através dos parafusos de fixação do compressor. Terceiro, a vibração da carcaça acopla-se ao suporte de peitoril através dos pontos de contacto metal com metal, onde os braços do suporte assentam na superfície do peitoril. Quarto, o ponto de contacto entre o suporte e o peitoril transmite a vibração para o parapeito da janela, que é mecanicamente contínuo com a parede de alvenaria envolvente. A parede irradia então esta energia como som transmitido pela estrutura, audível em qualquer ponto ao longo do seu comprimento.

O que torna este percurso de transmissão particularmente problemático na construção em tijolo e bloco denso é o facto de a alvenaria ter um amortecimento interno muito baixo — transmite a vibração com uma perda mínima de energia ao longo de distâncias de vários metros. Um compressor a vibrar a 35 Hz pode produzir um zumbido audível na parede de uma divisão situada dois pisos abaixo da instalação, se não for introduzido nenhum isolamento no suporte. A construção leve com estrutura de madeira é consideravelmente melhor a absorver a vibração antes de esta se propagar, razão pela qual o ruído de ar condicionado transmitido pela estrutura é relatado de forma desproporcionada em habitações vitorianas e eduardianas de tijolo maciço no Reino Unido, no norte de França e na Bélgica.

Que materiais de isolamento interrompem o percurso de transmissão de vibração de forma mais eficaz?

O isolamento antivibração funciona introduzindo, em cada ponto de contacto metal com metal da cadeia de transmissão, um material com elevado amortecimento interno (a capacidade de converter a energia de vibração mecânica em calor, em vez de a transmitir). O material de isolamento ideal é suficientemente macio para atenuar as frequências de vibração geradas pelo compressor, mantendo-se ao mesmo tempo suficientemente rígido para suportar a carga estática e dinâmica do condensador sem deflexão excessiva. Nas instalações de split portátil, a gama de frequências relevante é de 15–80 Hz, e a perda de inserção de vibração pretendida (a redução da energia de vibração transmitida, medida em decibéis) deve ser de pelo menos 15 dB para produzir uma melhoria percetível.

Caso-limite: ressonância de onda estacionária em paredes de tijolo com caixa de ar a amplificar o zumbido de baixa frequência

Um modo de falha particularmente difícil ocorre nas paredes com caixa de ar — dois panos de alvenaria paralelos com um espaço de ar entre eles — em que a frequência de vibração do compressor coincide com a frequência de ressonância da caixa de ar da parede. Uma caixa de ar com 300 mm de profundidade tem uma ressonância de quarto de comprimento de onda a aproximadamente 285 Hz e uma ressonância de meio comprimento de onda a 570 Hz, mas a caixa de ar também ressoa a frequências mais baixas consoante o material de enchimento e eventuais grampos de ligação que unem os dois panos. Se a frequência de vibração dominante do compressor (ou um dos seus harmónicos) coincidir com uma ressonância da caixa de ar, a parede amplifica em vez de atenuar o som, produzindo um zumbido mais alto dentro da divisão do que no próprio suporte. O teste de diagnóstico consiste em preencher a caixa de ar no ponto de contacto do suporte com lã mineral injetada através de um pequeno furo — isto altera a frequência de ressonância da caixa de ar e normalmente reduz o ruído interior em 5–10 dB se a ressonância era o mecanismo principal.

Onde devem ser colocados os apoios de isolamento no conjunto do suporte?

Um isolamento de vibração eficaz exige interrupções no percurso de transmissão em cada ponto de contacto metal com metal, e não apenas num. Colocar apoios de borracha só nos pontos de contacto com o peitoril, deixando o condensador aparafusado diretamente ao berço do suporte sem qualquer isolamento intermédio, é apenas parcialmente eficaz — a vibração continua a acoplar-se da carcaça do condensador para o corpo do suporte e depois para o peitoril. Um sistema de isolamento completo aborda quatro zonas de contacto: entre os pés do condensador e o berço do suporte, entre o berço do suporte e a superfície do peitoril (braços interior e exterior), e entre a linha de refrigerante e qualquer ponto de contacto com a parede ou o caixilho da janela.

As linhas de refrigerante são a ponte de vibração mais negligenciada. Uma linha que vai diretamente da carcaça vibrante do condensador ao caixilho da janela sem um laço flexível transmite a vibração do compressor diretamente para a estrutura do edifício, por muito bem isolado que esteja o suporte. A mitigação padrão é um laço flexível de 100–150 mm na linha imediatamente à saída do condensador — folga suficiente para que a tubagem de cobre possa deslocar-se ao longo da amplitude da vibração sem transmitir força aos seus pontos de fixação. Este único passo pode reduzir a vibração transmitida pela linha em 8–12 dB às frequências típicas do compressor.

Em que diferem as braçadeiras de isolamento flexíveis dos apoios de borracha padrão do suporte?

Os apoios de borracha padrão do suporte — os quadrados finos de neopreno normalmente fornecidos no kit do suporte — são sobretudo apoios de atrito destinados a proteger a superfície do peitoril da abrasão. A sua espessura de 2–4 mm proporciona algum isolamento de vibração incidental, mas não o suficiente para instalações em alvenaria de acoplamento rígido. As braçadeiras de isolamento flexíveis são apoios antivibração concebidos para o efeito: normalmente 10–25 mm de elastómero de baixa dureza moldado com uma rigidez dinâmica e uma classificação de carga definidas, muitas vezes numa configuração de copo ou bucha que restringe o movimento lateral mantendo-se flexível na direção da vibração. Estão disponíveis em fornecedores especializados em controlo de vibração e em grossistas de AVAC por aproximadamente €5–15 cada, contra €0.50–2 dos apoios de borracha genéricos.

A especificação correta de uma braçadeira de isolamento baseia-se na carga estática que tem de suportar dividida pelo número de pontos de isolamento. Um condensador de 16 kg sobre quatro pés de fixação, com um fator de carga dinâmica de 1.8×, exige que cada apoio seja classificado para pelo menos 7.2 kg de carga estática. Sub-carregar um apoio de vibração — usar um apoio classificado para 50 kg para suportar 7 kg — resulta num apoio demasiado rígido para a carga reduzida, que proporciona um isolamento fraco porque o elastómero não deflete o suficiente para absorver a vibração. Sobrecarregá-lo produz um abaixamento excessivo. Ajustar a carga nominal do apoio à carga real com uma margem de 30% é o critério de projeto padrão.

Como medir se o seu isolamento está a funcionar?

O teste de campo mais simples para a eficácia do isolamento de vibração é uma comparação antes/depois com uma aplicação de medição de vibração de smartphone pousada em plano sobre a superfície interior da parede, junto ao ponto de instalação do suporte. A maioria das aplicações gratuitas indica a aceleração de pico em m/s² ao longo da gama de frequências, e uma redução de, digamos, 0.8 m/s² para 0.15 m/s² à frequência dominante do compressor confirma que o isolamento está a funcionar. Uma redução de 5:1 na aceleração corresponde a cerca de 14 dB de melhoria — o limiar a partir do qual a maioria das pessoas nota uma redução significativa do zumbido.

1. Registe uma medição de vibração de referência na superfície interior da parede antes de instalar os apoios de isolamento — com a unidade a funcionar à velocidade máxima do compressor.
2. Instale apoios de isolamento de neopreno ou EPDM entre os pés do condensador e o berço do suporte, substituindo qualquer contacto direto metal com metal existente.
3. Substitua os apoios de atrito finos por apoios antivibração de 15–20 mm com classificação adequada, tanto no ponto de contacto interior como no exterior do peitoril.
4. Acrescente um laço flexível de 100–150 mm na linha de refrigerante imediatamente à saída do condensador, antes de qualquer contacto com a parede.
5. Envolva qualquer secção da linha que toque no caixilho da janela ou na parede com isolamento de tubagem em espuma de célula fechada de 10 mm, para eliminar a transmissão residual por contacto.
6. Repita a medição de vibração com o smartphone no mesmo ponto interior da parede — uma redução de 10 dB ou mais confirma um isolamento eficaz.

O zumbido deixou-me à beira da loucura durante dois verões. Todos os fóruns de AVAC diziam para acrescentar apoios de borracha, que eu já tinha, mas o que era decisivo e ninguém referia eram as linhas de refrigerante a tocar no caixilho da janela. Envolvê-las em isolamento de espuma e fazer um pequeno laço junto ao condensador reduziu o ruído de imediato.

As unidades split portáteis inverter de baixa vibração, com compressores em apoios flexíveis, geram significativamente menos ruído estrutural do que os modelos de velocidade fixa e são a primeira escolha para instalações em paredes de tijolo onde o ruído transmitido pela estrutura é uma preocupação. Estes modelos são também, por acaso, as unidades que se vendem mais depressa quando chega o verão.