Acústica

A Acústica é o ramo da física que estuda o som. O som é um fenômeno ondulatório causado pelos mais diversos objetos e se propaga através dos diferentes estados físicos da matéria.

Em acústica geralmente podemos dividir entre geradores de som, meios de transmissão, propagação e receptores. A acústica mensura estes meios, cria instrumentos, tabelas, etc, de forma a fornecer dados necessários aos mais diversos ramos da ciência para a utilização dos sons, de seus meios de propagação e efeitos.

Na cadeia geração e recepção acústica inclui-se o indivíduo que recebe o efeito sonoro e o evento que dá origem ao fenômeno. A acústica é considerada uma ciência que abrange diversas disciplinas e por elas é abrangida.

Exemplo de ramos da ciência que estudam os fenômenos acústicos

Os ramos científicos que estudam as propriedades acústicas, a propagação do som e efeitos são os mais diversos. Entre estes destacam-se:

Engenharia Acústica

A engenharia acústica é o ramo da engenharia que estuda formas de controle e de reprodução de fenômenos acústicos. Isto se aplica a diversas situações práticas como controle de ruído industrial, controle de ruído ambiental, acústica arquitetônica, controle de vibrações em máquinas e equipamentos, reprodução, auralização e síntese de fontes sonoras, e assim por diante. Há hoje no Brasil um único oferecido pela Universidade Federal de Santa Maria, no Rio Grande do Sul. No entanto, a pesquisa em engenharia acústica vem sendo conduzida em muitas universidades brasileiras, notadamente nos departamentos de Engenharia Mecânica, Engenharia Elétrica e Física.

Física acústica

A física acústica investiga a forma como a energia sonora se transmite através dos meios materiais de propagação, seus efeitos e interações com os meios sólido, líquido, gasoso e plasma.

No espaço livre, a intensidade de energia da onda diminui na medida em que ela se afasta da fonte sonora. Quando é dobrada a distância entre a fonte e o receptor, a intensidade do som cai 6 dB em campo livre e considerando uma fonte pontual e 3 dB considerando uma fonte de linha sobre um plano refletor. Uma fonte sonora produz variações de pressão no ar, diminuindo sua densidade, comprimindo-o numa onda progressiva, cujo formato esférico se move à velocidade de 340 m/s.

Numa sala fechada, a onda sonora é refletida várias vezes pelas paredes, teto, soalho e a intensidade fica mais ou menos invariável (exceto, junto da fonte sonora, onde é maior).

Otto von Guericke, em 1650, provou que o som não se propaga no vácuo.

Jakob I. Bernouilli e Leonhard Euler, no século XIX demonstraram que ao vibrarem hastes metálicas, foi possível determinar variações de velocidades do som em diferentes meios físicos.

Os fenômenos físicos relacionados à acústica são a ressonância e o Efeito Doppler.

Psicoacústica

A psicoacústica se preocupa com as sensações auditivas produzidas pelo som audível.

Som audível

Som torna-se audível se a pressão sonora for entre 0,00002 Pa e 200 Pa e a frequência estiver entre 20 e 20000 Hz.

Sensibilidade do sistema auditivo

A sensibilidade auditiva está máxima entre 600 e 4000 Hz, e diminui significativamente abaixo e acima desses limites como mostra a curva do limiar da audição.

A sensação de volume sonoro pode ser aproximada por uma grandeza que depende de forma logarítmica da grandeza física pressão sonora. Esta grandeza é o nível de pressão sonora NPS que usa a pseudounidade decibel decibel - dB - para indicar que se trata de uma grandeza logarítmica. Usa-se a décima parte (deci) do Bel dado que 1 dB corresponde aproximadamente à menor diferença de volume sonoro que é percebida. A pressão de 0,00002 Pa (menor pressão sonora que produz uma sensação auditiva) corresponde a 0 dB e a maior pressão sonora audível que é de 200 Pa corresponde a 140 dB.

O sistema auditivo como analisador sonoro

Em 1863, Helmholtz fez estudos sobre a análise dos sons e a teoria da audição para explicar como se faz, na cóclea (parte anterior do labirinto, ou orelha interna), a discriminação da frequência dos sons. Porém, foi Békésy quem conseguiu explicar nos anos 1940 como funciona a discriminação das frequências dos sons no ouvido interno.

Fenômenos psicoacústicos

Os fenômenos psicofísicos (psicoacústicos) relacionados à acústica são o eco, a reverberação, o batimento, o volume sonoro, a intensidade de flutuação, a agudeza, a tonalidade e a roughness.

Acústica arquitetônica

Os especialitsas de acústica arquitetônica estudam o comportamento do som em recintos fechados ou semi-abertos e a transmissão sonora entre recintos fechados. A absorção do som é importante no caso de se estudar o comportamento do som em recintos fechados ou semi-abertos, a fim de garantir boa intelligibilidade da fala ou da música. O isolamento sonoro nas edificações em geral, assim como nos projetos urbanísticos, é importante para minimizar a propagação de sons indesejados e assim minimizar os efeitos negativos dos mesmos. Exemplos da acústica arquitetônica são as conchas acústicas de teatro ao ar livre ou a acústica em igrejas.

Música

A observação de que a altura do som produzido por uma corda vibratória varia com o seu comprimento é atribuída a Pitágoras (século VI a.C.) descoberta que o levou à da escala musical, em que ainda se baseia a música ocidental.

Na música, a acústica é importantíssima, pois sem o estudo desta não é possível o desenvolvimento e o processo de criação artística. Sem o estudo do som, suas combinações, harmonia, interações entre as notas musicais não existe.

Medicina e fonoaudiologia

A medicina e a fonoaudiologia são as áreas que mais estudam os efeitos benéficos e maléficos da acústica na fisiologia humana. O interesse é focado nas pregas vocais e no sistema auditivo humano.

Além disso, usam-se diferentes métodos acústicos para alívio de dores, destruição de cálculos, tratamentos dos mais diversos e para o diagnóstico, por exemplo no caso do estetoscópio ou do ultra-som.

Outras áreas

Além dos ramos da ciência citados acima, existem muitos outros que se utilizam do som e da acústica como ferramentas de trabalho. Através do estudo e da análise do espectro sonoro e suas inter-relações com o meio.

Ligações externas

• Página da Sociedade Brasileira de Acústica (em português)
• Sociedade Americana de Acústica (em inglês)
• Sociedade Européia de Acústica (em inglês)
• Deutsche Gesellschaft für Akustik (em alemão)

Ver também

• Ambiente anecoico