Medição do Som

medição do som

O que é som?

O som é uma onda de pressão criada a partir de uma fonte que agita um conjunto de partículas e as fazem transportar energia através de um meio, que pode ser o ar, água, ferro, etc.

As ondas longitudinais ao se propagarem paralelamente, criam zonas de compressão, onde as partículas se acumulam, e zonas rarefeitas, que fazem as partículas se separarem, como podemos ver na imagem abaixo:

Contudo, as partículas não percorrem o meio, como podemos achar.

Ao invés de se deslocarem, elas oscilam de um lado para outro, fazendo com que a resultante de seu movimento seja igual a zero, mantendo uma posição de equilíbrio.

Quanto maior o deslocamento das partículas nas oscilações, mais energia foi usada para gerar o som e esse descolamento é medido como a amplitude do som.

E o número de vezes que uma partícula completa o movimento de um lado para outro determina a frequência.

Dependendo do meio em que se propaga, a velocidade do som varia. Na tabela abaixo podemos perceber essa variação:

Meio Velocidade (m/s)
Ar seco, à 25 ºC 346
Água doce, à 20 ºC1 481
Água salgada, à 10 ºC e 3% salinidade1 500
Chumbo1 210
Ouro3 240
Vidro4 540
Cobre4 600
Alumínio6 320

A frequência também nos dá uma ideia do comprimento de onda, que é o comprimento de uma oscilação da partícula.

Assim, para altas frequências temos menores comprimentos de onda do que para baixa frequências.

Quais são os critérios para medir o som?

O nível de pressão sonora é um parâmetro usado para avaliar a exposição sonora para humanos e varia entre 20 µPa (micropascal) até 20 Pa, limites mínimo e máximo para a audição humana.

Por causa da grande variação dessa escala (1:100 000 000), foi introduzida a escala logarítmica em decibéis.

Nossa percepção de som se baseia em três aspectos, que são:

Volume

O volume relaciona o máximo de pressão produzida conforme as ondas sonoras se propagam, fazendo as partículas do meio vibrarem.

Quanto maior for a intensidade/amplitude da oscilação, maior será o volume produzido por uma fonte, sendo que o volume é medido em decibéis.

Os decibéis são medições relativas de pressão sonora, onde a pressão de referência é o limite mínimo que podemos ouvir (20 µPa).

Tom

Enquanto a volume está relacionado com a amplitude, o tom está relacionado com a frequência/comprimento de onda.

A frequência é definida como a quantidade de oscilações que ocorrem por segundo, se tivermos uma oscilação em um segundo, a frequência é de 1 hertz, que é a unidade de frequência.

Quanto maior a frequência de uma emissão sonora, mais agudo é o tom ouvido.

Humanos possuem a capacidade de distinguir sons que estejam entre 20 Hz e 20 000 Hz, ou seja, o comprimento de onda sonora que podemos ouvir, varia entre alguns centímetros a alguns metros.

Ruído

Por sua vez, o ruído é um termo subjetivo que expressa sons indesejados, que não apresentam um ritmo.

Uma corda de violão, por exemplo, produz um som “puro”, uma nota. O conjunto de sons puros cria harmônicas que são a base da música.

Contudo um ruído não apresenta um padrão de propagação e causa uma sensação desagradável aos nossos ouvidos.

Como dito anteriormente, a amplitude sonora mede quão forte é a onda sonora e é medida em decibéis (dB) de pressão sonora.

Zero decibéis é o limite sonoro mínimo que uma pessoa pode ouvir, 120 dB é o limite máximo a partir do qual temos a sensação de dor.

Sons com intensidade contínua a partir de 85 dB podem danificar permanente nossos ouvidos.

Quanto maior a intensidade de pressão sonora, ou decibéis, menos tempo é necessário para danificar nosso sistema auditivo.

Sons com 110 decibéis podem danificar nossos ouvidos em apenas 15 minutos. Abaixo podemos ver qual é o tempo máximo permissível para várias faixas de pressão sonora:

Decibéis gerados continuamenteTempo de exposição máxima
85 dB 8 horas
90 dB 4 horas
95 dB 2 horas
100 dB 1 hora
105 dB 30 min
110 dB 15 min
115 dB 7,5 min

Como o som é medido?

No Brasil, a norma NR 15 indica quais ações devem ser tomadas quanto aos níveis de ruído num ambiente de trabalho.

O instrumento usado para determinar a intensidade sonora num local é chamado de decibelímetro.

Os decibelímetros são instrumentos destinados a medir e registrar os níveis de pressão sonora de um ambiente.

Eles usam microfones que ao serem atingidos convertem a oscilação gerada pela onda sonora em um sinal elétrico, como qualquer microfone usado em outras aplicações.

decibelímetro

Com base nos dados gerados, um técnico de segurança analisará quais são as medidas a serem tomadas para garantir a integridade dos trabalhadores do local.


Fontes
The Speed of Sound in Other Materials
Measuring Sound