Ciência Acústica

A acústica como ciência é a “ciência do som”. Ela trata de todos os aspectos da produção, transmissão, recepção e percepção do som. O termo “acústica” tem sua origem em termos similares na língua grega.

A acústica como ciência do som pode ser subdividida de diferentes formas.

Uma possível divisão é aquela por áreas de conhecimento, conforme mostra a figura abaixo. No Brasil o ensino da acústica estava fragmentado e existia apenas em nível de pós-graduação. Mas desde 2009 existe também um Curso de Graduação em Engenharia Acústica que busca formar profissionais com conhecimentos em todas as áreas da acústica, com exceção de acústica submarina.

A área da Física que estuda o som é chamada de Acústica. Para entende-la melhor precisamos relembrar alguns conceitos:

Onda: é a variação periódica de uma grandeza física. Uma onda é composta por:

Crista: Pontos de maior intensidade, o topo da onda.
Vale: Pontos de menor intensidade da onda.
Nível Médio: Pontos entre o as Cristas e os Vales.

A distância entre a crista ou o vale e o nível médio é chamada amplitude (y). Já a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos é chamada de comprimento de onda (λ).

Onde:

λ – Comprimento
y - Amplitude

O tempo que uma oscilação leva para se repetir é chamado período (T), medido em segundos(s). Afrequência (f) significa quantas vezes uma oscilação se repete por unidade de tempo, medida em Hertz (Hz). Dessa forma:

f = 1/t

O Som é uma onda mecânica que possui a intensidade e frequência necessárias para ser percebida pelo ser humano. Entendemos como onda mecânica uma onda que precisa de meios materiais, como o ar ou o solo, para se propagar. As frequências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 20000Hz (20kHz). Dentro desta faixa a encontram-se a voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, etc.

Abaixo de 16Hz temos os infra-sons, produzidos por vibrações da água em grandes reservatórios, batidas do coração, etc.

Acima de 20kHz estão os ultra-sons emitidos por alguns animais e insetos (morcegos, grilos, gafanhotos...), sonares, aparelhos médicos e industriais.

Os dispositivos que produzem ondas sonoras são chamados de fontes sonoras. Entre os que mais se destacam estão aqueles compostos por:

  • Cordas vibrantes como violão o  piano, as cordas vocais etc.
  • Tubos sonoros como órgão flauta, clarineta.
  • Membranas e placas vibrantes tal como o tambor
  • Hastes vibrantes como o diapasão, triangulo, etc.

Podemos caracterizar os sons a partir de sua intensidade, altura ou timbre.

A intensidade está ligada à quantidade de energia transportada pelo som. Desta forma, conforme a intensidade do som dizemos que ele é mais forte (a onda possui maior amplitude) ou mais fraca (a onda possui menor amplitude).

A altura está relacionada com a freqüência do som. Assim distinguimos os sons mais altos como os de maior frequência (mais agudos) e os mais baixos como os de menor frequência (mais graves). As notas musicais buscam agrupar diferentes freqüências sonoras produzidas por um instrumento.

O timbre corresponde ao conjunto de ondas sonoras que formam um som. O timbre permite diferenciar diferentes fontes sonoras, por exemplo é fácil perceber que o som de uma guitarra e de uma flauta são completamente diferentes.

A velocidade do som no ar é de 340 m/s. A fórmula que relaciona velocidade, amplitude e frequência sonora é:

V = λ . f

Nivéis de ruído para conforto acústico 1.   OBJETIVO Esta Norma fixa os níveis de ruído compatíveis com o conforto acústico em ambientes diversos.Notas: a) As questões relativas a riscos de danos à saúde em decorrência do ruído serão estudadas em normas específicas. b) A aplicação desta Norma não exclue as recomendações básicas referentes às demais condições de conforto. 2.  NORMAS COMPLEMENTARES Na aplicação desta Norma é necessário consultar: NBR 10151  Avaliação de ruído em áreas habitadas, visando o conforto da comunidade

Procedimento IEC-225 Octave, half-octave snd third-octave band filters intended for the analysis of sound and vibrations  IEC-651   Sound level meters 3.  DEFINIÇÕES Para os efeitos desta Norma são adotadas as definições de 3.1 a 3.4.              

3.1     Pressão sonora ponderada A em pascals (PA) Valor eficaz (RMS) da pressão sonora determinada pelo uso do circuito ponderado A, conforme a IEC 651`.          

3.2     Nível pressão sonora em decibels (LP)O   nível da pressão sonora é dado pela expressão: 2            LP 10 log  10   dB onde: P    =    valor eficaz da pressão, em pascals     Po          =        pressão sonora de referência (20 Pa)                           3.3     Nível de pressão sonora ponderado LPA em decibels (A) O nível de pressão sonora ponderado LPA é dado pela expressão: 2    LPA 10 log  10            dB A                                         

3.4     Curva de avaliação de ruído (NC) Método de avaliação de um ruído num ambiente determinado.

4.  CONDIÇÕES GERAIS      

RESOLUÇÃO / conama / N.º 001 de 08 de março de 1990

Publicada no D.O.U, de 02/04/90, Seção I, Pág. 6.408

O CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE - CONAMA, no uso das atribuições que lhe confere o Inciso I, do § 2º, do Art 8º do seu Regimento Interno, o Art lo da Lei 7.804 de I5 de julho de 1989, e

Considerando que os problemas dos níveis excessivos de ruído estão incluídos entre os sujeitos ao Controle da Poluição de Meio Ambiente;

Considerando que a deterioração da qualidade de vida, causada pela poluição, está sendo continuamente agravada nos grandes centros urbanos;

Considerando que os critérios e padrões deverão ser abrangentes e de forma a permitir fácil aplicação em todo o Território Nacional, RESOLVE: