Acústica: o que é, onde pode ser aplicada e curiosidades

Ao contrário do que muitos pensam, o estudo da acústica não se restringe apenas a salas, estúdios de gravação ou edificações; ela é uma ciência multidisciplinar, que engloba quatro grandes áreas: engenharia, artes, geociências e biociências.

Essas quatro áreas estão interligadas, mas cada uma estuda os fenômenos sonoros de forma diferente e específica. As engenharias se dedicam mais às questões da eletroacústica, ultrassons, ruídos e impactos, juntamente com a arquitetura, que está mais ligada à parte das artes, como a música e a voz humana.

No ramo das biociências, temos a psicologia, a fonoaudiologia e a medicina, que estudam de quais formas o som pode influenciar nossa saúde. Já as geociências se aprofundam mais nas questões da oceanografia, como acústica subaquática e a geofísica, como o estudo das ondas sísmicas e da acústica atmosférica.

Hoje, vamos falar um pouco mais sobre a acústica aplicada na área da Engenharia e das Artes, com seus conceitos básicos e características principais.

Conceitos básicos da acústica

Acústica é o ramo da física associado ao estudo do som, um fenômeno ondulatório que se propaga nos meios elásticos. O som, por sua vez, é uma onda mecânica que provoca uma perturbação em algum meio e é capturado por alguma microestrutura como, por exemplo, o nosso aparelho auditivo ou um gravador.

O som possui as mesmas características que qualquer outro tipo de onda, como cristas, vales, comprimento, velocidade, frequência, etc. As cristas são o ponto mais elevado de uma onda e, o vale, o ponto mais baixo da onda. A letra grega (λ) representa o chamado de comprimento de onda, que é a distância (em metros) entre duas cristas ou dois vales consecutivos.

O ar é um dos meios elásticos pelos quais o som se propaga. A velocidade do som no ar, à temperatura de 21ºC, é constante em, aproximadamente, 344m/s, variando, para mais ou para menos, em função das condições de temperatura e umidade. Com esses conceitos, já somos capazes de calcular a frequência de uma onda que, por definição, é o número de oscilações, durante um determinado período de tempo.

A frequência de uma onda sonora é expressa em Hertz (Hz) e pode ser calculada pela seguinte expressão:

v = λ . f

Onde, neste caso, v representa a velocidade de propagação do som, λ refere-se ao comprimento de onda e f é a frequência de oscilação.

O espectro audível de um ser humano saudável, ao nascer, vai de 20Hz a 20.000Hz, ou seja, só conseguimos escutar sons produzidos dentro dessa faixa de frequências e, conforme vamos envelhecendo, o limite superior desse espectro vai diminuindo.

Os sons produzidos pela voz humana compreendem um intervalo um pouco menor, contido dentro do espectro audível. As vogais são sons mais graves (frequências mais baixas) e, as consoantes, mais agudos (frequências mais altas). Por isso, pessoas mais velhas com dificuldade de audição confundem muitas palavras. Como elas continuam ouvindo bem os sons de baixa frequência (vogais) mas perdem a capacidade de ouvir os sons de frequências mais altas (consoantes), acabam confundindo as palavras.

Sons acima de 20.000Hz são chamados de ultrassons. Esses sons podem ser usados para inúmeros fins, como na medição de distâncias, na detecção de objetos e nos exames de ultrassonografia, por exemplo. Já os infrassons, que possuem frequências inferiores a 20Hz, são utilizados para auxiliar na prospecção de petróleo e, até mesmo, na detecção de terremotos, erupções vulcânicas, etc.

A quantidade de energia de uma onda sonora é chamada de amplitude, que representa o nível de pressão sonora. A unidade de medição de níveis sonoros em geral é o decibel (dB). Como o ser humano ouve mal os sons de baixa frequência (sons graves), sempre que se quer medir a pressão sonora baseada na percepção humana, utiliza-se uma escala de ponderação chamada de “escala A” e os seus resultados são expressos em dB(A).

O excesso de ruído é responsável por causar problemas de saúde ao ser humano, como doenças cardiovasculares, estresse, distúrbio do sono, pressão alta, surdez, entre outros. Segundo a Norma Técnica Brasileira, se ficarmos expostos a um ruído de 85dB, por 8 horas, já teremos parte de nossa audição comprometida.

Como podemos ver no gráfico abaixo, os níveis sonoros em um aeroporto, na área de taxiamento de aeronaves, pode chegar a 110dB(A). Por isso, pessoas que trabalham em aeroportos, ou aquelas com alta exposição ao ruído, precisam utilizar EPI’s (equipamentos de proteção individual), como o protetor auricular durante toda a sua jornada de trabalho, além de terem o direito de se aposentar por insalubridade com menos tempo de serviço.

Ruído ambiental

Com o crescimento desenfreado das grandes cidades, um dos problemas que apareceram foi o excesso de ruído ambiental. Barulho de trânsito intenso chegando dentro dos apartamentos e a falta de privacidade entre vizinhos são só alguns dos inconvenientes causados pela falta de planejamento.

Por isso, tornou-se imprescindível criar leis e normas para tentar mitigar esses problemas. As Normas Técnicas Brasileiras NBR 10.151/2019 (rev. 2020), 10.152/2017 e 15.575/2021, por exemplo, são as mais utilizadas para o controle do ruído nas cidades e no interior dos edifícios.

A NBR 10.151/2019 (rev. 2020) estabelece os procedimentos técnicos a serem adotados em medições de níveis de pressão sonora (tanto em ambientes internos, quanto em ambientes externos às edificações), os níveis máximos de ruído admissíveis nas cidades, de acordo com a finalidade predominante de uso e ocupação do solo, nos períodos diurno e noturno. Já a NBR 10.152/2017 estabelece os níveis máximos de ruído admissíveis no interior de recintos, de acordo com seu uso predominante.

E, por fim, a NBR 15.575/2021 tem como principal objetivo garantir a qualidade das obras e edificações habitacionais multifamiliares em geral, e por isso, é bastante ampla nos assuntos abordados. Essa norma é dividida em 5 partes: a primeira fala sobre as instalações, equipamentos prediais e sistemas hidrossanitários; a segunda, sobre os sistemas de pisos; a terceira, sobre sistemas de vedações verticais internas (paredes); a quarta, sobre sistemas de vedações verticais externas (fachadas); e, a quinta, sobre os sistemas de coberturas.

Essas normas, associadas com leis municipais, estaduais e federais, procuram evitar ou dirimir questões relacionadas à problemática causada pelo excesso de ruído produzido nas grandes cidades, mas ainda não são suficientes, o que indica que ainda há um longo caminho a ser percorrido no Brasil, até que o ruído não seja mais um problema tão presente em nosso dia-a-dia.

Esperamos que você tenha gostado de saber mais sobre acústica, alguns de seus principais conceitos e onde ela pode ser aplicada. Para aprender mais sobre acústica de edificações, acústica urbana, acústica de salas e estúdios de gravação, inscreva-se grátis em nosso blog para não perder nenhuma informação. E marque um(a) amigo(a) que possa se interessar!