Acustica

CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SOM E COMPORTAMENTO ACÚSTICO DOS MATERIAIS

Igor Nunes Freitas^[1].

Resumo

Neste artigo se faz uma introdução sobre o que é o som, e algumas de suas propriedades, adicionando conceitos sobre a sua forma de propagação e medição, para posteriormente se comentar sobre técnicas de tratamento acústico, assim como uma breve descrição de como diferentes materiais criam diferentes impactos como a absorvendo ou refletindo ondas sonoras.

Palavras-chave: Acústica. Isolamento. Som.

Abstract

This article gives an introduction about what is sound, and some of their properties, adding concepts on their mode of transmission and measurement, later to comment on acoustic treatment techniques, as well as a brief description of how different materials create different impacts as absorbing or reflecting sound waves.

Keywords: Acoustics. Isolation. Sound.

1. Introdução

Com o crescimento das cidades, inevitavelmente se cria um aglomerado de pessoas, e consequência disso é o aumento considerável do nível de ruído. Não somente nas vias públicas, a poluição sonora é grande também em lugares fechados.

Engenheiros e arquitetos, normalmente visam buscar eficiência nas suas edificações no que se refere a layout ou estruturas, aspectos essenciais como o conforto acústico, muitas vezes são passados despercebidos. No Brasil principalmente, este assunto é muito pouco estudado, com isso tempos uma grande escassez em bibliografias e cursos especializados.

1. conceitos fundamentais do som

O som é uma onda mecânica causada por corpos vibrantes, que pode ser detectado como informação pelo ouvido humano. A sua propagação acontece através de ondas e depende de um meio material que pode ser líquido, gasoso ou sólido, não havendo possibilidade da sua ocorrência no vácuo, meio em que só se propaga ondas eletromagnéticas como a luz.

Segundo Sylvio “o som pode ser definido como uma variação da pressão ambiente detectável pelo sistema auditivo”, mas não é toda a variação que é perceptível ou suportável. O ouvido humano possui um limiar da audibilidade e o limiar da dor, que em outras palavras significa que se pode escutar um som a partir de uma certa variação de pressão, que parte da faixa de 2 x10-5Pa. Por outro lado se esta variação for muito alta, na ordem de 60 Pa, é possível se ter um grande desconforto ou até mesmo uma eventual perda auditiva.

A sua propagação ocorre em todas as direções, mas dependendo do tipo de fonte sonora, ela pode se concentrar em uma determinada direção.

Segundo CARVALHO, “ondas sonoras são o resultado das oscilações de moléculas do meio de propagação. A título exclusivo de fácil compreensão do fenômeno, a água superficial em uma lagoa (meio elástico) quando excitada, gera ondas: espaços de pressão e depressão (energia cinética) passando por uma região de referência (energia potencial).”

O som possui variadas características, e muitas delas se confundem, sendo comumente interpretadas de forma errada no dia a dia. Dentre as principais se têm se a altura, timbre, intensidade.

A altura muitas vezes confundida como intensidade sonora, é uma unidade de frequência. O som é uma onda mecânica que trabalha em movimento harmônico simples, ou seja, é periódico e oscilatório, logo esta onda pode ser caracterizada pela razão do número de ciclos (ou oscilações) por uma unidade de tempo (período), que é a frequência, onde no sistema internacional tem a sua unidade em Hertz (Hz). De forma simplificada é ela que indica se um som é agudo ou grave.

Sons graves são aqueles que possuem frequência mais baixa, portanto menor número de oscilações, na faixa de 20 a 200Hz, sons médios na faixa de 200 a 2.000Hz, e os de altas frequências, agudos, de 2.000 a 20.000Hz. As frequências fora destes intervalos não são perceptíveis ao ouvido humano, da mesma forma que a luz, onda eletromagnética, em certas regiões abaixo do vermelho e acima do violeta, não é perceptível ao olho humano. Mas como acontece com luz sabe-se que elas existem e causam influências. Sons abaixo de 20Hz são denominados de infrassons, e as acima de 20.000Hz ultrassons.

A velocidade do som depende do meio em que ele é propagado, quanto maior a densidade deste, maior será a sua velocidade de propagação, com isso é possível afirma que o som desloca-se com maior rapidez na água do que no ar, e também é influenciado pela temperatura do ambiente. No caso à temperatura média do ar de 20°C, o som se propaga à velocidade de 344 m/s. Com essa informação é possível se obter o comprimento da onda, em uma analogia ao movimento retilíneo uniforme, temos que este comprimento é a razão da velocidade de propagação do som no meio por a sua frequência.

Quando alguém pede para aumentar o volume de som, na verdade isto seria aumentar a sua intensidade. A altura em acústica tem outra destinação, um som alto é um som agudo, da mesma forma que um som baixo é um som grave, logo na questão de intensidade é usual os termos forte ou fraco. A intensidade sonora esta relacionada a amplitude da onda, não havendo relação com a sua frequência. Matematicamente temos que a intensidade sonora é uma medida de pressão por uma unidade de área, não podendo se esquecer que estar é uma esfera, com isso de acordo com o tamanho do ambiente temos diferentes índices de nível sonoros.

Comumente para se medir o nível sonoro é utilizado a escala de decibéis (dB), que é a décima parte de um bel. Esta escala é medida através da seguinte equação:

[pic 1]

Onde I é intensidade da onda sonora, e Io é a intensidade de referência do ouvido humano (10-12W/m2 para uma frequência de 1000Hz). Se a intensidade do som produzido for igual igual a intensidade mínima de percepção, temos o resultado desta equação igual a zero, logo o limiar de audição é 0 dB, e temos para o limiar da dor o valor de 120dB que corresponde a uma intensidade de 1 W/m².