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

Um dos principais problemas de salas de aula é a acústica ou, mais especificamente, a inteligibilidade da voz. 

Este trabalho apresenta as condições necessárias para um bom ambiente de aprendizagem, com base na recente norma americana ANSI S12.60 Standard, que fixou três parâmetros acústicos importantes para salas de aula: o ruído de fundo, o tempo de reverberação e o ruído máximo para aparelhos de ar condicionado. 

Os valores indicados pela norma produzem uma relação sinal/ruído (ou voz/ruído) em qualquer ponto da sala maior que 15 dB e uma inteligibilidade da voz acima de 95%. Recentes pesquisas, em 32 escolas públicas brasileiras mostraram que poucas atendiam a esse padrão. 
 

Uma pesquisa realizada em cinco escolas de 2º grau na cidade de Bauru-SP indicou níveis de ruído em torno de 64 dB(A). Recentes medidas realizadas em salas de aula da Universidade de São Paulo indicaram níveis médios de ruído de 50 dB(A). 

Maria Lúcia Gondim da Rosa Oiticica

Graduação em Arquitetura e Urbanismo- UFAL.

Mestra em Conforto Ambiental pela Universidade de Londres.
Aluna Especial do Núcleo de Pós-Graduação em Engenharia de Produção da UFPB.
Professora Assistente em Conforto Ambiental - UFAL - Departamento de Arquitetura e Urbanismo.

A escola é a instituição que tem como objetivo o ensino de crianças, jovens e adultos, exercendo um importante papel na formação dos indivíduos e da coletividade. As edificações que abrigam as escolas devem ser capazes de produzir condições favoráveis ao desenvolvimento das atividades de seus usuários, satisfazendo diferentes necessidades ambientais. Dentre elas, podemos ressaltar a qualidade acústica nas edificações, visando à proteção dos ruídos intrusivos e garantindo a inteligibilidade dos alunos.

 

 

 Barulho é, por definição, um som indesejável. Ele varia em sua composição em termos de freqüência, intensidade e duração. Sons que são agradáveis para algumas pessoas podem ser desagradáveis para outras. Por exemplo, os sons de música poder ser divertidos para alguns, mas outros já os consideram lesivos. Então, para um som ser classificado como "barulho", este deve ser julgado pelo ouvinte.  

PERDA DE AUDIÇÃO INDUZIDA POR RUÍDO (BARULHO)

A exposição contínua a níveis de ruído superiores a 50 decibéis pode causar deficiência auditiva em algumas pessoas. Há variação considerável de indivíduo para indivíduo relativa à susceptibilidade ao barulho. Entretanto, padrões têm sido estabelecidos que indicam o quanto de som, em média, uma pessoa pode tolerar em relação ao prejuízo de sua saúde.

ATENÇÃO! O BARULHO PODE PREJUDICAR VOCÊ.

Muitos sons em nosso ambiente excedem estes padrões e a exposição contínua a esses sons pode causar até a perda da audição. A diferença em níveis de decibéis é maior do que se poderia esperar: 100 vezes mais energia sonora entra nos ouvidos em um ambiente de 95 dB do que num ambiente de 75 dB.