Áreas de interesse

• Medição in situ da absorção e espalhamento sonoros

• Processamento de sinais e Machine Learning aplicado à acústica e vibrações

• Acústica computacional

Pesquisa e extensão

 Projetos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico

Caracterização espaço-temporal de materiais acústicos.

Este projeto objetiva um maior entendimento da medição in situ da impedância e espalhamento sonoros de materiais aplicados a ambientes. As metodologias propostas utilizarão de técnicas avançadas de processamento de sinais aplicadas a arranjos de sensores acústicos. Particularmente, o projeto foca em duas hipóteses: 1) a estimativa das propriedades de absorção dos materiais pode ser melhorada pela inclusão da informação espacial e pela inclusão das ondas evanescentes como uma descrição mais completa do campo acústico; 2) as técnicas de decomposição do campo acústico permitem a medição do espalhamento sonoro in situ, e podem ser usadas para investigar a interligação entre absorção sonora e espalhamento. Para este fim, uma metodologia para a medição do espalhamento e da impedância será desenvolvida e testada, para buscar uma caracterização robusta dos materiais. O desenvolvimento de métodos experimentais usando o escaneamento espacial do campo acústico também faz parte do escopo deste projeto. Outras técnicas de medição in situ baseadas em estimativas pontuais (e.g. técnicas com um par de microfones ou sonda pressão-velocidade de partícula) serão usadas em comparações experimentais. O desenvolvimento de métodos confiáveis tem um impacto positivo no bem-estar e saúde da sociedade, já que é necessário na construção de dispositivos usados em projetos acústicos de recintos, na arquitetura e no controle de ruído de máquinas e dispositivos.

Alunos envolvidos:

- Gabriel Azzuz (M): Desenvolvimento de um sistema de escaneamento e aquisição para a medição da absorção in situ com um arranjo de microfones.

- Sidney V. Cândido (G): Investigação da técnica EAnoise para a medição in situ de absorvedores sonoros.

- Luiz Augusto Alvim (G): Desenvolvimento de plataformas open source para simulação da medição in situ de absorvedores e difusores.

Trabalhos futuros:

• Desenvolvimento da medição de absorção in situ com um arranjo de microfones:

O objetivo deste conjunto de projetos é usar as técnicas de escaneamento de campo acústico e de processamento de sinais para obter o espectro de número de onda e a caracterização da absorção sonora sob diferentes condições de incidência. Pode-se explorar efeitos do tamanho da amostra, reatividade da amostra (localmente reativa ou não), campo difuso, diferentes tipos de amostra (e.g. porosos e ressonadores). A estimativa da incerteza de medição também é um importante aspecto a ser abordado.

Links para referências:

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.5116705

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.4983756

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/10.0000716

§  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003682X18300410

•  Desenvolvimento da medição de espalhamento in situ com um arranjo de microfones:

O objetivo deste conjunto de projetos é explorar o uso das técnicas de escaneamento de campo acústico e de processamento de sinais para obter o espectro de número de onda e a caracterização do espalhamento sonoro de amostras difusoras. A estimativa da incerteza de medição também é um importante aspecto a ser abordado.

Links para referências:

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.5126942

§  https://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=7648

•  Uso da técnica EAnoise na caracterização de espaços acústicos:

O objetivo deste projeto é utilizar a técnica EAnoise para medir amostras in situ em um teatro. Além disso, pretende-se medir as respostas ao impulso do mesmo espaço para extração de parâmetros acústicos. Posteriormente, os dados da medição in situ podem ser inseridos em um modelo de acústica geométrica para comparação.

Links para referências:

§  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003682X04002026

§  https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003682X19303706

•  Investigação da difusividade de campo e sua influência na medição da absorção sonora em câmaras reverberantes:

O objetivo deste conjunto de projetos é explorar técnicas de caracterização de difusividade de campo acústico em câmaras reverberantes. Uma das pré-suposições contidas na norma ISO 354 é que o campo acústico deve ser perfeitamente difuso. No entanto, isto nem sempre é verdadeiro, especialmente quando uma amostra absorvedora está presente na câmara. A difusividade pode ser investigada com arranjos de microfones e com técnicas de caracterização de duplo decaimento da EDC (Energy Decay Curve). Na investigação do duplo decaimento é necessário usar técnicas avançadas de processamento como inferência Bayesiana.

Links para referências:

§   https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.5032194

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/10.0001769

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.5125132

Desenvolvimento de métodos computacionais aplicados a acústica de recintos

As ferramentas computacionais para s simulação do campo acústico no interior de salas, recintos e cavidades são importantes em análises acústicas e projetos. Elas estão associadas a renderização auditiva do campo acústico no interior da sala, o que torna possível a auralização das cenas acústicas. Estudos publicados recentemente apontam que este campo ainda tem muito para avançar. Além disso, o desenvolvimento de ferramentas computacionais é um tema importante pois dá certa independência de softwares comerciais, que frequentemente tem um custo elevado. Este projeto de pesquisa visa contribuir com o desenvolvimento de ferramentas computacionais open source de baixas e altas frequências e aplicadas à simulação e renderização do campo acústico de salas e cavidades.

Alunos envolvidos:

- Marselle Nunes Barbo (D): Caracterização numérica e experimental de museus.

- Murilo Cardoso Soares (M): Desenvolvimento de plataforma open source usando o BEMpp para simulação e auralização em salas.

- Edna Sofia de Oliveira Santos (M): Comparação de diferentes pacotes de simulação em acústica de salas.

- Dyhonatan Willian Russi (M): Exploração de aproximações analíticas a salas com geometria não retangular.

- Luiz Augusto Alvim (G): Desenvolvimento de código em Elementos Finitos (FEM) para a simulação de salas em baixas frequências.

- Alexandre Drummond (G): Exploração de algoritmos de inteligência artificial para caracterização espacial do campo acústico a partir de medições esparsas.

Trabalhos futuros:

• Desenvolvimento de código híbrido associado ao Trem:

O Trem é um código puro de traçado de raios desenvolvido na Eng. Acústica e utilizando Python e C++. O objetivo deste projeto é incluir o método de fontes virtuais e acelerações no traçado de raios para melhorar esta ferramenta. Além disso, o projeto deve focar na validação do código desenvolvido usando dados do Round Robin IV.

Links para referências:

§   https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1351010X20964758

§  http://publications.rwth-aachen.de/record/50580/files/3875.pdf

§  https://asa.scitation.org/doi/10.1121/1.4926438

• Desenvolvimento de síntese de resposta ao impulso associado ao Trem:

Um dos aspectos a serem desenvolvidos no Trem é a síntese de respostas ao impulso mono-auriculares e bi-auriculares. Além disso, o projeto deve focar na validação do código desenvolvido usando dados do Round Robin IV e outros softwares de simulação.

Links para referências:

§   http://publications.rwth-aachen.de/record/50580/files/3875.pdf

•  Desenvolvimento de pacotes de simulação em baixas frequências no domínio do tempo:

O objetivo deste projeto é implementar um pacote de simulação de salas em baixas frequências e no domínio do tempo. Tais métodos tem o potencial de serem mais precisos que os de acústica geométrica e também de serem paralelizáveis (uso em GPU). Entre os candidatos temos o FDTF (Finite Difference Time Domain – método relativamente maduro), FEM no domínio do tempo e DHM (Discrete Huygens Method). Intenta-se que o pacote de simulação seja implementado em Python usando Numba como aceleração. O projeto deve evoluir em 3 fases: da modelagem 1D, 2D a 3D.

Links para referências:

§  FDTD: https://core.ac.uk/download/pdf/80710952.pdf

§  FDTD: https://ieeexplore.ieee.org/document/8016655

§  DHM: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/123136

§  FEMt: https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.5109396

§  PTSD: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010465516300443

Caracterização acústica de salas por meio da resposta impulsiva direcional

Este projeto tem como objetivo a investigação dos métodos de medição de respostas impulsivas direcionais em salas. Primordialmente investiga-se o projeto técnicas de decomposição do campo acústico baseadas em medições feitas com arranjos de microfones. Tais técnicas são baseadas em problemas inversos, típicos de holografia acústica. A construção de arranjos e a análise de campos acústicos em diferentes recintos também é parte deste projeto. Por meio da seleção temporal das respostas ao impulso direcionas, é possível visualizar as direções de chegada da energia sonora, analisar a difusividade do campo e suas características tempo-direcionais.

Alunos envolvidos:

- Guilherme Deboni: Uso de arranjos em caracterização espaço-temporal de salas

Trabalhos futuros:

- Uso de arranjos de microfones na filtragem direcional e temporal em salas:

Com as informações contidas na medição com arranjos de microfones, é possível explorar aspectos como: cálculo de parâmetros acústicos direcionais, separação entre componentes especulares e difusas, separação de diferentes componentes de que se compõe no espaço, etc.

Links para referências:

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/1.5032194

§  https://asa.scitation.org/doi/full/10.1121/10.0001769

§  https://sci-hub.se/https://doi.org/10.1121/1.4770260

Publicações selecionadas

 Livros publicados/organizados ou edições

Brandão, Eric. Acústica de Salas: projeto e modelagem. 1. ed. São Paulo: Blucher, 2016. v. 1. 655p. (link para o livro)

Artigos em periódicos especializados

Avelar, Marcio ; Bonifácio, Paulo ; Sant’ana, Luiz ; Brandão, Eric ; Bertoti, Elvis ; Catai, Rodrigo . Evaluation of the crossover frequency based on the analysis of room transfer functions through statistical estimators. APPLIED ACOUSTICS, v. 164, p. 107247-11, 2020.

Brandão, Eric; MORGADO, GONÇALO ; FONSECA, WILLIAM D’A . A ray tracing engine integrated with Blender and with uncertainty estimation: Description and initial results. BUILDING ACOUSTICS, v. x, p. 1351010X2096475-20, 2020.

Mareze, Paulo H. ; Brandão, Eric ; Fonseca, William D'A. ; Silva, Olavo M. ; Lenzi, A.  Modeling of acoustic porous material absorber using rigid multiple micro-ducts network: Validation of the proposed model. JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION, v. 443, p. 376-396, 2019.

A. R. da Silva ; Mareze, Paulo H.; Brandão, Eric. Prediction of sound absorption in rigid porous media with the lattice Boltzmann method. Journal of Physics. A, Mathematical and Theoretical (Print), v. 49, p. 065501, 2016.

Brandão, Eric; LENZI, A. ; PAUL, S. A Review of the In Situ Impedance and Sound Absorption Measurement Techniques. Acustica United with Acta Acustica, v. 101, p. 443-463, 2015.

Brandão, Eric.; Paulo Mareze ; Lenzi, Arcanjo ; SILVA, A. R. Impedance measurement of non-locally reactive samples and the influence of the assumption of local reaction. The Journal of the Acoustical Society of America, v. 133, p. 2722-2731, 2013.

SILVA, A. R. ; Brandão, Eric ; PAUL, S. Assessing the sound directivity of ducts based on time delay spectrometry. Applied Acoustics, v. 74, p. 1221-1225, 2013.

Brandão, Eric; Lenzi, Arcanjo; Cordioli, Julio. Estimation and minimization of errors caused by sample size effect in the measurement of the normal absorption coefficient of a locally reactive surface. Applied Acoustics, v. 73, p. 543-556, 2012.

Brandão, Eric; Tijs, Emiel; Lenzi, Arcanjo; de Bree, Hans-Elias. A Comparison of Three Methods to Calculate the Surface Impedance and Absorption Coefficient from Measurements Under Free Field or in situ Conditions. Acustica United with Acta Acustica, v. 97, p. 1025-1033, 2011.

Brandão, Eric ; Flesch, Rodolfo C. C. ; Lenzi, Arcanjo ; Flesch, Carlos A. Estimation of pressure-particle velocity impedance measurement uncertainty using the Monte Carlo method. The Journal of the Acoustical Society of America, v. 130, p. EL25-7, 2011.

Artigos publicados em congressos (2016-2021)

Brandão, E.; FERNANDEZ-GRANDE, E. . Influence of edge diffraction on the in situ measurement of impedance using microphone arrays. In: Internoise 2020 e-congress, 2020, Seul. Proceedings of the Internoise 2020 (e-congress), 2020.

BARBO, M. N. ; Brandão, E. ; MELO, V. S. G. . Acoustic Characterization of a Neoclassical Museum: São Paulo Pinacoteca. In: Internoise 2020 e-congress, 2020, Seul. Proceedings of the Internoise 2020 (e-congress), 2020.

SOARES, M. C. ; Brandão, E. ; TENENBAUM, R. A. ; ALVIM, L. A. . A study case applying a method to retrieve complex surface impedances from statistical absorption coefficients aiming room acoustics simulation using Boundary Element Method. In: Internoise 2020 e-congress, 2020, Seul. Proceedings of the Internoise 2020 (e-congress), 2020.

ALVIM, L. A. ; Brandão, E. ; D'ANTONIO, P. ; PETROLLI, R. . Numerical and experimental analysis of a hemicylinder diffuser and the influence of normalization procedures on the diffusion coefficient. In: Internoise 2020 e-congress, 2020, Seul. Proceedings of the Internoise 2020 (e-congress), 2020.

Brandão, E.; FIUME, R. D. ; MORGADO, G. ; MAREZE, P. H. ; FONSECA, W. . A Ray tracing algorithm developed at the Acoustical engineering course of UFSM in Brazil. In: International Congress of Acoustics, 2019, Aachen. International Congress of Acoustics, 2019.

FONSECA, W. ; PAES, J. V. ; LAZARIN, M. ; REIS, M. V. ; Brandão, E. ; MAREZE, P. H. . PyTTa: Open source toolbox for acoustic measurements and signal processing. In: International Congress of Acoustics, 2019, Aachen. International Congress of Acoustics, 2019.

BARBO, M. N. ; Brandão, E. . Acoustic Studies of a Neoclassical Museum Through simulations in a three-dimensional model. In: International Symposium on Room Acoustics, 2019, Amsterdam. Proceedings of the International Symposium on Room Acoustics, 2019.

BARBO, M. N. ; Brandão, Eric . Analysis of the Acoustic characteristics of a Museum of Modernist Architecture - Art Museum São Paulo Assis Chateaubriand. In: International Congress on Acoustics (ICA), 2019, Aachen, Alemanha. Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, 2019.

AVELAR, M. H. ; BONIFACIO, P. ; Brandão, E. ; SANTANA, L. ; BERTOTI, E. ; CATAI, R. ; DEUS, H. A. . Crossover Frequency Estimation From Statistical Features of a Room Transfer Function. In: International Congress on Acoustics (ICA), 2019, Aachen, Alemanha. Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, 2019.

Brandão, E.; FONSECA, W. . Room Acoustics teaching strategies at Federal University of Santa Maria (UFSM). In: International Symposium on Room Acoustics (ISRA), 2019, Amsderdam, Países Baixos. Proceedings of the International Symposium on Room Acoustics, 2019.

FONSECA, W. ; ZORZO, A. ; MAREZE, P. ; Brandão, E. . Audio Signal Conditioning Circuits for Arduino Platforms. In: DAGA 2018 - 44th German Annual Conference on Acoustics, 2018, Munique. DAGA 2018 - 44th German Annual Conference on Acoustics, 2018.

FONSECA, W. ; BRUM, R. ; MAREZE, P. ; Brandão, E. . Calibration of Room Impulse Response Measurement Chain with Free-field Simulated Models. In: DAGA 2018 - 44th German Annual Conference on Acoustics, 2018, Munique. Calibration of Room Impulse Response Measurement Chain with Free-field Simulated Models, 2018.

ZORZO, A. ; FONSECA, W. ; MAREZE, P. ; Brandão, E. . Comparison between a Digital and an Analog Active Noise Control System for Headphones. In: 11th European Congress and Exposition on Noise Control Engineering (Euronoise 2018), 2018, Creta. 11th European Congress and Exposition on Noise Control Engineering (Euronoise 2018), 2018.

NOGUEIRA, BEATRIZ ; D'ANDREA FONSECA, WILLIAM ; MICOL, LUCAS ; FAZENDA, BRUNO ; TEIXEIRA, JÚLIO ALEXANDRE ; MAREZE, PAULO HENRIQUE ; Brandão, Eric . Construção de uma plataforma para estudo sobre a percepção de técnicas biauriculares aplicadas a jogos virtuais. In: XXVIII ENCONTRO DA SOBRAC, 2018, Porto Alegre-RS. XXVIII Encontro da SOBRAC, 2018.

AVELAR, MÁRCIO ; OLIVEIRA BONIFÁCIO, PAULO ROBERTO ; BERTOTI, ELVIS ; Brandão, Eric ; CATAI, RODRIGO EDUARDO . Determinação da faixa de frequência para a abordagem estatística em acústica de salas. In: XXVIII ENCONTRO DA SOBRAC, 2018, Porto Alegre-RS. XXVIII Encontro da SOBRAC, 2018.

GAUDEOSO, CAROLINE ; BARBO, MARSELLE ; Brandão, Eric . Tutorial para o uso do software gratuito de simulação em acústica geométrica: I-Simpa.. In: XXVIII ENCONTRO DA SOBRAC, 2018, Porto Alegre-RS. XXVIII Encontro da SOBRAC, 2018.

COPETTI, GUILHERME ; MAREZE, PAULO HENRIQUE ; DRESCH, Fernanda ; MARGHETI, SAULO ; BULCÃO GOMES, ARTHUR ; SILVA CARVALHO MONTEIRO, MARCELA ; D'ANDREA FONSECA, WILLIAM ; Brandão, Eric ; PIVOTO SPECHT, LUCIANO . Modelagem em elementos finitos do campo acústico de um pneu sobre camadas porosas asfálticas. In: XXVIII ENCONTRO DA SOBRAC, 2018, Porto Alegre-RS. XXVIII Encontro da SOBRAC, 2018.

DA SILVA WUNDERLICH, PRISCILA ; D'ANDREA FONSECA, WILLIAM ; Brandão, Eric ; MAREZE, PAULO HENRIQUE . DESENVOLVIMENTO DE UM CALIBRADOR DE RESPOSTA RELATIVA PARA TRANSDUTORES ELETROACÚSTICOS. In: XXVIII ENCONTRO DA SOBRAC, 2018, Porto Alegre-RS. XXVIII Encontro da SOBRAC, 2018.

MAREZE, P. ; COPETTI, G. ; Brandão, E. ; FONSECA, W. ; DRESCH, Fernanda ; SPECHT, L. P. . Modelagem da absorção acústica de camadas porosas asfálticas. In: XXVII Encontro da Sobrac, 2017, Brasilia. XXVII Encontro da Sobrac, 2017.

BORIN, M. P. ; Paulo Mareze ; Brandão, E. ; FONSECA, W. . Análise acústica de filtros reativos com escoamento de ar. In: XXVII Encontro da Sobrac, 2017, Brasilia. XXVII Encontro da Sobrac, 2017, Brasília. Sobrac, 2017.

ZORZO, A. ; FONSECA, W. ; Brandão, E. ; Paulo Mareze . Design and analysis of a digital active noise control system for headphones implemented in an Arduino compatible microcontroller. In: 8º Simpósio de Instrumentação e Imagens Médicas (SIIM) e 7º Simpósio de Processamento de Sinais (SPS), 2017, São Bernardo do Campo. 8º Simpósio de Instrumentação e Imagens Médicas (SIIM) e 7º Simpósio de Processamento de Sinais (SPS), 2017.

LOBATO, L. ; OLIVEIRA, T. ; BRUM, R. ; SARAIVA, R. ; FONSECA, W. ; MAREZE, P. ; Brandão, E. . CAIXA PRETA THEATER: MONO- AND BINAURAL EXPERIMENTS WITH LOW COST INSTRUMENTATION. In: X Congresso Iberoamericano de Acústica, 2016, Buenos Aires. X Congresso Iberoamericano de Acústica, 2016.

SPECHT, L. P. ; MAREZE, P. ; Brandão, E. ; PAIXAO, D. X. ; ALVES, A. ; COPETTI, G. ; DRESCH, F. ; CENTOFANTE, R. ; CAMARGO, R. C. ; MELLER, G. . REVIEW OF THE ACOUSTIC PROPERTY OF THE OPEN GRADED FRICTION COURSE (OGFC). In: 22nd International Congress on Acoustics, 2016, Buenos Aires. 22nd International Congress on Acoustics, 2016.

Brandão, E.; Cordioli, Julio ; MAREZE, P. ; FONSECA, W. ; MURTA, B. H. P. . MODELING OF THE ELECTROACOUSTICS COUPLING OF ELECTROSTATIC MICROPHONES INCLUDING THE PREAMPLIFIER CIRCUIT. In: 22nd International Congress on Acoustics, 2016, Buenos Aires. 22nd International Congress on Acoustics, 2016.

Brandão, E.; GUARINO, A. G. L. ; GRECO, G. F. ; XAVIER, F. C. ; CALADO, L. ; FONSECA, W. . A STUDY ON SPATIAL FADING IN A SHALLOW WATER ACOUSTIC CHANNEL. In: 22nd International Congress on Acoustics, 2016, Buenos Aires. 22nd International Congress on Acoustics, 2016.

MURTA, B. ; Brandão, E. ; SILVA, H. S. ; MAREZE, P. ; FONSECA, W. . Ajuste de modelos analíticos de microfone piezoelétrico a partir de modelos numéricos. In: 14º Congresso de Engenharia de Áudio, 2016, São Paulo. 14º Congresso de Engenharia de Áudio, 2016.

PIRK, R. ; PEREIRA, M. ; OLIVEIRA, T. ; Brandão, E. ; FONSECA, W. ; AGUIRRE, S. L. ; MAREZE, P. . SOUND ABSORPTION COEFFICIENT MEASUREMENT BASED ON THE TRANSFER FUNCTION METHOD SPECIFIED BY THE STANDARD ISO 10534-2 USING LOWCOST ALTERNATIVES. In: X Congresso Iberoamericano de Acústica, 2016, Buenos Aires. X Congresso Iberoamericano de Acústica, 2016.

Parceiros internacionais

• DTU - Technical University of Denmark (site DTU/ACT) 

• TUM - Technical University of Munich (site TUM)

• UML - Unité de Mécanique de Lille (site UML) 

Disciplinas e cursos ministrados

• Eletroacustica I - EAC 1017

• Processamento Digital de Sinais I - EAC 1006

• Acústica de Salas - EAC 1013 

• Sinais e Sistemas Lineares - EAC 1034

Associações

• SOBRAC (Sociedade Brasileira de Acústica)