Sistema de amplificação acústica

1) Área do tímpano maior do que da janela oval;

2) Sistema de alavancas ósseas formadas pelos três ossículos

Combinando essas duas propriedades o sinal acústico pode ser aumentado na ordem de 22 vezes!

http://www.physpharm.fmd.uwo.ca/undergrad/sensesweb/L9Auditory/L9Auditory.swf

Veja alguns dados obtidos na cidade de Botucatu e para alguns eletrodomésticos:

Fique de olho: veja o modelo do SELO RUÍDO que os equipamentos testados apresentam. Nos ambientes onde esse controle não é possível, o uso de protetores auriculares é essencial.  

As propriedades do som

Na comunicação humana a linguagem falada é tão importante que a deficiência auditiva pode causar dificuldade na aprendizagem escolar e até isolamento social.  As palavras faladas são produzidas pelas pregas vocais e são moduladas pelo movimento da boca, língua e pela respiração. A plena fluência da fala depende da integridade funcional da nossa orelha. Mas afinal, o que são sons?

Quando você está ouvindo a sua música preferida no aparelho de som, a caixa de som está convertendo os sinais elétricos em ondas mecânicas e vibram a membrana do alto-falante. A membrana vibrante por sua vez, vibra a atmosfera em volta, produzindo ondas de compressão e de rarefação das moléculas de ar. Cada objeto vibrante (cordas de um violão, sino, buzina, etc.)  produz ondas de flutuação de pressão características, e por isso ouvimos diferentes diferentes sons. Veja aqui animações para facilitar a compreensão. Em outras palavras, sons são ondas mecânicas que se propagam através de um meio.  

Quando o som da caixa acústica chegar em sua orelha irá vibrar as duas membranas timpânicas e podemos dizer que o processo de audição começou. O tímpano vibra pois o seu tamanho e as suas propriedades físicas podem entrar em ressonância com os sons incidentes. Veja aqui outra animação muito didática sobre o assunto. Para você ter uma idéia o que significa ressonância, veja o que aconteceu com a ponte suspensa do Rio Tacoma nos E.U.A.  Por azar, o vento soprou na mesma freqüência de oscilação da ponte, provocando um grave acidente. A velocidade do vento era de 68Km/hora, portanto, não foi devido a força.

A nossa orelha é formada por um sistema que detecta ondas sonoras do ambiente por meio de ressonância acústica (orelha externa), outro que amplifica o sinal (orelha média) e por ultimo, o que faz a transdução sensorial, ou seja, converte as ondas mecânicas em impulsos nervosos (orelha interna).  Mas a compreensão final dos sons e os seus significados, é feita no sistema nervoso central, mais especificamente no cérebro. Somente quando os sinais acústicos na forma de impulsos nervosos chegarem às áreas auditivas cerebrais é que saberemos se o som é de música, da fala, um ruído, um latido, um miado, um cacarejo, etc.

Conhecendo a altura, volume e o timbre sonoro.

Quando diapasão vibra, produz ondas mecânicas que se propagam pelo ar, como mostra a figura ao lado. O som que ele produz chama-se tom puro, pois gera som com uma única freqüência (por exemplo, 512Hz).

A fase de compressão das moléculas de ar corresponde à região mais escura e a de rarefação, a região mais clara. Esse evento pode ser representado pela variação da pressão no ar em função da distância o que gera a figura de ondas que se repetem.

Cada onda possui um determinado comprimento (período). O número de vezes que uma mesma onda se repete na unidade de tempo chamamos de freqüência cuja unidade é o Hertz (Hz).

Se a freqüência desse diapasão for de 512Hz, significa que ele vibra 512 vezes em cada segundo. Um outro poderia vibrar a 125 Hz e o nosso ouvido detectará essas diferenças como  tonalidadesdiferentes.

http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_T01.asp

http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_T01.asp

Por outro lado, quanto maior o nível de pressão sonora maior será a amplitude de vibração da membrana timpânica e maior a sensação de volume (ou intensidade). Graçasa isso, podemos distinguir um som forte de outro fraco: alguém gritando perto de você ou apenas sussurrando.

A amplitude das ondas sonoras costumam ser expressas em decibéis (dB). O limite inferior da nossa percepção sonora corresponde a 0 dB (quase o silêncio). Um som 10 vezes mais potente corresponde a 10 dB e um som  de 20 dB será 100 vezes mais forte e, e assim por diante. 

Com raras exceções, todos os objetos vibrantes produzem não só um, mas vários tons ao mesmo tempo e de diferentes freqüências. Em outras palavras, os sons são compostos de várias ondas que se sobrepõem, possuindo vários harmônicos. Quando se vibra a corda de um violão produz-se uma nota fundamental e os seus harmônicos. A nota fundamental é a de menor freqüência e de maior amplitude e os harmônicos, as notas com freqüências múltiplas dessa freqüência fundamental. A nota fundamental é a responsável pela percepção de volume do som enquanto que os demais harmônicos proporciona o reconhecimento do timbre. Cada pessoa é dona de uma voz típica. Seguramente, se você conhece bem a todos da sala, de olhos fechados poderá identificá-los pela voz. 

Na música dois instrumentos diferentes (violão e flauta), mesmo quando tocando exatamente a mesma nota, um lá por exemplo, soam diferentes pois apresentam número diferentes de harmônicos.

Nós seres humanos estamos limitados a escutar sons entre entre 20 e 20.000 Hz, sendo que para as demais freqüências somos surdos! Acima de 20.000 Hz estão os ultra-sons e abaixo de 20 Hz, os infra-sons. Já outros animais como os morcegos emitem e ouvem ultra-sons, bem como, os elefantes produzem e ouvem infra-sons. Isso significa que o que reconhecemos como universo sonoro é, na verdade, específico do nosso sistema bioacústico.

Interação de sons

Dizemos que duas ondas estão em fase quando as suas cristas estão alinhadas e acarretando uma interferência construtiva. O resultado prático disso,  é a soma das amplitudes das duas ondas e uma amplificação do volume. É o que acontece quando ouvimos um coral.

Mas se as ondas estiverem fora de fase, haverá interferência destrutiva, ou seja, há subtração das amplitudes. A conseqüência prática disso é a "destruição" das ondas e percebemos esse fenômeno como ruído (chiado).

Dicas de saúde auditiva

Os sons cuja intensidade estão acima de 85 dB ameaçam a integridade da audição.  Saiba mais lendo sobre a saúde auditiva.

No violino a fonte de vibração sonora são as cordas e para a voz humana, as pregas vocais. (1). Essas vibrações precisam ser amplificadas, caso contrário não poderíamos escutá-las. Isso é obtido graças a uma câmara cheia de ar, onde as moléculas ressonam. No nosso caso, a câmara de ar corresponde a cavidade bucal e no violino, o interior do seu corpo (2). Finalmente, o som amplificado sai pela boca ou pelas aberturas laterais do violino (3).

Se uma soprano cantasse apenas um "ahhhh", não entenderíamos o significado do som mas se ela modulasse a voz, regulando a velocidade do ar que passa pelas pregas vocais, movesse a língua e a boca, certamente, poderíamos até reconhecer ela cantando "te amo"...

As pregas vocais localizam-se na laringe, no órgão da fonação. Trata-se de uma estrutura bastante complexa mostrada parcialmente na foto ao lado, como se estivéssemos vendo o interior da nossa garganta. Repare na abertura do esôfago, por onde o alimento vai para o estômago. Numa refeição, quando deglutimos, automaticamente, a epiglotesela a laringe, evitando que o alimento caia dentro da traquéia e nos engasguemos. Por isso, só devemos falar depois de deglutir. Ou como recomenda a nossa mãe, não falar de boca cheia.

As pregas vocais tem a forma de V invertido. São estruturas músculo-membranosas cuja atividade muscular pode ser controlada voluntariamente. Assim, se não queremos falar ou cantar, os músculos ficam relaxados e a passagem estará totalmente livre para a inspiração e expiração. Mas se desejamos falar, o cérebro envia comandos neurais para que os músculos possam estreitar a passagem do ar entre as pregas vocais, de forma que durante a expiração, o ar possa vibrá-las.

Ao falamos produzimos vibrações muito rápidas, na ordem de 100 vezes por segundo (100Hz).Mas para que as palavras sejam produzidas, é necessário modular a voz. Assim, enquanto a vibração ocorre, várias estruturas (cavidades da boca, garganta e a passagem nasal) entram em ressonância, produzem várias ondas harmônicas que se somam e amplificam a voz. Como a "caixa de ressonância" varia de uma pessoa para outra as séries harmônicas não são as mesmas; cada uma terá um timbre particular de voz. Controlando voluntariamente os movimentos da língua, lábios e palato mole para modular os sons produzimos as palavras (falando ou cantando).

O controle da altura do som (freqüência) torna-se possível, aumentando ou diminuindo-se a tensão das pregas vocais e também depende do tamanho. Quanto mais curtas, mais agudas, como das crianças. Com a chegada da puberdade, os hormônios sexuais masculinos (entre muitas mudanças que provoca) modificam a anatomia da laringe e com isso, o engrossamento das pregas vocais. A conseqüência imediata é da voz masculina tornar-se bem mais grave do que a feminina. Veja uma ótima explicação de um otorrinolaringologista sobre a fonação no youtube. Ouça e veja sons femininos e masculinos sendo produzidos!Para assistir ao vídeo você precisa instalar o plugin da Quicktime. Clique no ícone para baixar.

Você já reparou que quando incluímos palavras novas e bem diferentes em nosso vocabulário, pedimos para repeti-las ou então, as repetimos algumas vezes em voz alta?  Por isso, uma aprendizagem correta da linguagem depende da integridade do sentido da audição.

Saúde da Voz

A saúde da voz é cuidada pelos profissionais de Fonoaudiologia e por médicos especialistas da área de Otorrinolaringologia. A saúde da voz precisa ser observada não só porque a comunicação e a interação social humana depende dela mas também porque  é a ferramenta de trabalho de vários profissionais. Saiba mais acessando informações sobre a 1ª Reunião Pró-Consenso Nacional Sobre Voz Profissional e sobre Os Riscos da Voz.