HOMEXPERT – SISTEMAS DE ÁUDIO
ATENUAÇÃO DO SOM NO AR
SOM
A figura mostra um alto-falante “tocando”,
Quando o cone do falante se move para a frente, a camada de ar mais
próxima dele é empurrada tornando-se comprimida (A). Como a pressão
dessa camada é superior à da atmosfera que a circunda, a camada
vizinha tende a se mover na mesma direção, transmitindo o movimento à
próxima camada, e esta à seguinte, e assim sucessivamente.
Quando o cone se move para trás, a camada de ar adjacente é rarefeita
(B). Esta camada rarefeita segue a camada comprimida, na mesma direção
e com igual velocidade.
Chama-se de onda de movimento a uma sucessão de camadas de
compressão e rarefação viajando numa dada
direção.
Quando se atira uma pedra numa superfície de águas calmas, a partir do
ponto do impacto formam-se ondas concêntricas e sucessivas que vão se
afastando mais e mais. Só que as partículas de água não se movimentam,
mas apenas as ondas. Isto pode ser visto se sobre a água estiverem,
folhas caídas de árvores, por exemplo. Do mesmo modo durante a
propagação dos sons as partículas de ar não acompanham a onda de
movimento. Elas apenas se deslocam pouca coisa para um lado e para
dentro em torno de sua posição de repouso.
Propagação do Som
A propagação do som no ar pode ser comparada às ondas
na água, conforme figura.
As ondas espalham-se uniformemente em todas as direções, diminuindo em
amplitude conforme se distanciam da fonte.
No ar (na condição ideal de campo livre sem objetos bloqueando ou
refletindo o som), quando a distância dobra, há uma queda de 6 dB.
Se medirmos o “nível de som” (SPL) a 1 metro da fonte, o valor medido a 2
metros de distancia será 6dB menor e se medido a 4 metros 12dB menor,
da mesma forma para 8 metros a queda será de 18dB.
Vejamos a tabela com a queda teórica SPL em função da distância.
Atenuação
O som ao se propagar sofre uma diminuição na sua intensidade. Em média,
a intensidade sonora diminui 6 dB a cada vez que se dobra a distância da
fonte. Este porém é um valor de referência. Na verdade a atenuação
depende da freqüência do som, da temperatura e da umidade relativa do
ar.
A tabela da Norma ISO TC 43,mostra a atenuação do som em função da
frequência, temperatura e umidade do ar..
Analisando a Tabela TC43 observamos que:
-Quanto maior a Temperatura e Umidade menor a Atenuação.
-A atenuação aumenta com a Freqüência, ou seja, o som agudo 'morre' em poucos
metros, enquanto que o som grave se pode ouvir a quilômetros de distância;
-Portanto, na propagação, o ar oferecendo maior resistência à transmissão de altas
frequências causa uma distorção no espectro de freqüências. Por isso que, nos sons
produzidos a grandes distâncias, nós ouvimos com maior nível os sons graves, ou
seja, os sons agudos são atenuados na propagação.
PROPAGAÇÃO DO SOM EM SALAS FECHADAS
Em um ambiente aberto, o som comporta-se perfeitamente de acordo com
a Lei dos Inversos dos Quadrados, perdendo 6dB de potência a cada vez
que a distância é dobrada.
Mas em um ambiente fechado, essa lei já não é mais válida. O som que
antes seria dispersado para o alto agora retorna ao ouvinte, somando-se
em volume ao som que a pessoa está recebendo diretamente da fonte
sonora. O que acontece então é que a atenuação não é mais de 6dB, mas
sim menor que esses 6dB. Quanto mais “fechado” o ambiente, quanto mais
superfícies refletoras existirem para encaminhar as parcelas de som que
seriam desperdiçadas para novamente para os ouvintes, menor será a
atenuação encontrada.
Aqui, criamos dois problemas. A atenuação pode variar em função de duas
coisas. Formato e dimensões do local é uma delas. Existem ambientes que
tem teto fechado e laterais abertas (uma varanda coberta, por exemplo),
existem locais com teto e mais duas paredes fechadas (pouco comum), teto
e quatro paredes fechadas (o mais comum. Há locais com tetos altos, com
tetos baixos; retangulares, quadrados, com formato irregular, etc.
Para resolver este problema, os engenheiros chegaram à seguinte
conclusão: para lidar com dimensões diferentes dos locais, usam o cálculo
de volume (não volume de som, mas volume de espaço, de metro cúbico).
Ora, ao sabermos o volume de um local, podemos até mesmo não saber
suas dimensões (altura x largura x comprimento), mas temos uma boa
idéia se o espaço é grande ou pequeno, amplo ou apertado. Então, quanto
ao formato e dimensões do local fechado, problema resolvido.
Entretanto, dois lugares com absolutamente as mesmas dimensões podem
apresentar valores de atenuações distintas, devido aos materiais
empregados na sua construção e/ou presença de material de tratamento
acústico.
Os engenheiros concluíram que seria necessário um valor que expressasse
o comportamento do som neste ambiente, levando em conta as
características do local. E chegaram assim ao RT60!
Defini-se tempo de reverberação (RT) de um recinto como o intervalo de
tempo, expresso em segundos, necessário para que a energia acústica
nesse recinto decresça 60dB (daí RT60) de seu valor original a contar do
momento em que fonte que produz a energia é desligada .
A tabela abaixo mostra a variação da atenuação em 3 salas de dimensões
iguais porém com diferentes Tempos de Reverberação.
Analisando a tabela observamos que:
-A atenuação quando dobramos a distancia é menor do que 6dB.
-Quanto maior a distancia da fonte menor a queda (o ouvinte percebe com
muito mais intensidade as ondas refletidas)
-Como valor de 1,5s de RT60 para uma sala de audição (Home-Theater) é
muito alto, não podemos considerar os valores desta tabela para o cálculo
da potencia em sala de Home-Theater
TABELA PRÁTICA DE ATENUAÇÃO PARA SALAS DE HOME-THEATER
Considerando-se a prática em salas de Home-Theater chegamos na tabela
abaixo:
-Os valores são teóricos somente para cálculos estimativos.
Engº Fabio Oguri