Ulusal ve uluslararası ölçek

Quando uma onda sonora incide sobre uma superfície, sua energia é absorvida pela estrutura do material que compõe essa superfície. Ilustração 10. Dependendo da constituição do material e, principalmente, quando há porosidade e elasticidade, o material apresenta alto coeficiente de absorção sonora, como é o caso, por exemplo,

de: tecido, carpete, feltros, lã de vidro ou de rocha, placas de cortiça, placas de coco, mantas e espuma acústica. Tais materiais absorvem, principalmente, as médias e as altas frequências, e suas propriedades de absorção da energia mecânica evitam que o som seja refletido.

Os materiais citados no parágrafo anterior normalmente são encontrados em ambientes fechados, dentro das edificações. Nas áreas externas das edificações, por sua vez, devido à necessidade de resistência às intempéries, normalmente são aplicados materiais rígidos que, por sua constituição, apresentam baixo coeficiente de absorção sonora, tais como: alvenaria, concreto, mármores, granitos, vidro e superfícies metálicas.

Para grandes áreas, normalmente as matas ou áreas verdes com arbustos de médio porte, além da vegetação rasteira, constituem elementos de atenuação e absorção do som e podem ser utilizados com essa finalidade.

Ilustração 10 - Absorção do som. Fonte: Autora, 2014.

Reflexão do Som

Quando as ondas sonoras incidem sobre um obstáculo cuja superfície apresenta-se rígida e lisa, tal anteparo age da mesma forma que um espelho para a luz, ou seja, as ondas sonoras retornam com mudança de direção, de tal forma que o ângulo de

incidência na superfície é igual ao ângulo de reflexão. Ilustração 11. As ondas refletidas têm o mesmo comprimento de onda10, mesma velocidade de propagação e frequência. Como o material absorve pouco da energia incidente, praticamente toda a energia segue na nova direção refletida. Materiais rígidos, com superfície lisa e bem ancorados (fixados de forma rígida) funcionam como verdadeiros espelhos para o som, e normalmente são obstáculos constituídos de concreto, mármore, granito ou madeira fixada diretamente numa superfície rígida.

 1ª Lei da Reflexão: O raio incidente, o raio refletido e a reta perpendicular à superfície refletora no ponto de incidência estão contidos sempre no mesmo plano; (SOFISICA, s/d)

 2ª Lei da Reflexão: Os ângulos formados entre o raio incidente e a reta perpendicular e entre o raio refletido e a reta perpendicular têm sempre a mesma medida. (SOFISICA, s/d)

Ilustração 11 - Reflexão do som em superfície lisa. Fonte: Autora, 2014.

Uma superfície rígida e praticamente lisa, dada a granularidade da superfície versus as suas dimensões, comum nos ambientes externos, é o pavimento das vias

10 _{Comprimento da onda – é a distância entre duas frentes de onda consecutivas, ou seja, a distância} percorrida pela onda no período. Unidade de λ em metro. Fonte: (DE MARCO, 1985. p. 11).

públicas. Os motores dos automóveis estão entre os principais emissores de ruído, portanto, considerando o motor como uma fonte pontual de propagação esférica pouco acima do solo e a via como uma superfície plana refletora, os receptores na calçada recebem, simultaneamente, não apenas o ruído direto da fonte, mas também o ruído refletido na via, como mostra a Ilustração 12.

Ilustração 12 - Som direto – Refletido. Fonte: Autora, 2014.

A forma das superfícies, ou seja, sua curvatura em relação ao som incidente, também atua dispersando ou concentrando as ondas sonoras, dependendo de a superfície ser convexa ou côncava, respectivamente. (SILVA, 1971, 2011), (BERANEK; VÉR, 1992), (SILENCE, s/d) Ilustração 13 e Ilustração 14. As fachadas dos edifícios revestidos com materiais rígidos funcionam como verdadeiros espelhos para o som urbano, atuando de acordo com sua forma, planos, côncavos ou convexos, assim como as formas irregulares, como a vegetação, os jardins, as praças com árvores e arbustos, contribuem para a absorção do som. Dessa forma, a morfologia urbana, assunto que será tratado mais adiante, no capítulo 4 desta dissertação, representa um fator fundamental para se definir de que modo o ruído produzido pelas fontes urbanas, principalmente por veículos rodoviários automotores, têm sua energia dissipada no meio ambiente.

Ilustração 13 - Reflexão do som em superfície convexa. Fonte: Adaptado SILVA, 1971.

Ilustração 14 – Reflexão do som em Superfície côncava. Fonte: Adaptado SILVA, 1971.

Portanto, é de suma importância que os arquitetos, engenheiros, planejadores e gestores tenham em mente a importância da compreensão desse fenômeno e da orientação dos edifícios, para que o arranjo das edificações e vias, além do mobiliário urbano, possam atuar de forma integrada no ambiente, dispersando o ruído ao invés de concentrá-lo e até amplificá-lo pelo fenômeno da reverberação que será exposto mais a diante.

Transmissão do Som

A transmissão do som através de um objeto ocorre quando o material que o constitui permite a passagem da onda sonora para o seu outro lado, continuando a propagação.

Na física, a explicação do fenômeno de transmissão do som se dá da seguinte maneira: considerando-se um objeto muito fino, cuja extensão seja muito maior do que a espessura, podendo ser representado apenas pela superfície que divide os dois lados, o som, ao incidir nessa superfície, faz com que o objeto vibre, transformando-se em uma nova fonte sonora na superfície oposta, ou seja, o material do objeto em questão absorve a energia mecânica, sem dissipá-la, e a transmite com pouca alteração ao lado oposto. Quanto maior for a massa do objeto, quanto mais denso (menor volume para a mesma massa) e quanto mais rígido, menor será a energia transmitida. Ilustração 15.

Difração do Som

A difração do som ocorre quando há um desvio ou propagação das ondas sonoras através de uma ou mais aberturas, ou barreiras, com larguras menores do que o comprimento da onda.

O fenômeno da difração pode ser explicado tomando-se o seguinte exemplo: uma onda sonora de uma nota Lá1 (110 Hz, primeiro harmônico) propagando-se no ar a 20°C e ao nível do mar, portanto com velocidade igual a 343 m/s, tem comprimento de onda de aproximadamente 3,1 metros. Já uma onda sonora da nota Lá5 (1.760 Hz, quatro oitavas acima da fundamental), propagando-se nas mesmas condições físicas, tem comprimento de onda de aproximadamente 19 cm. Assim, pode-se notar que as ondas sonoras de menor frequência são mais suscetíveis ao fenômeno da difração nos ambientes externos.

Para calcular o comprimento de onda, dada a frequência e a velocidade de propagação, basta aplicar a fórmula:

Onde: λ é o comprimento da onda sonora

v é a velocidade de propagação do som no meio f é a frequência da onda sonora

O efeito de difração ocorre devido à capacidade de as ondas sonoras, no ar (e em meios gasosos), contornarem as bordas, criando frentes de onda para essas bordas no lado oposto do objeto. Quando a dimensão do obstáculo é maior do que o comprimento de onda, então o objeto produz uma região de sombra, sem a interferência entre as ondas que passam pelas bordas. Porém, quando a barreira tem uma dimensão menor do que o comprimento de onda, as frentes de onda contornam as bordas, como se essas bordas formassem novos pontos emissores para a face posterior. Desse modo, o som resultante no lado oposto é a soma da onda original que passa pela abertura, ou pelos lados do obstáculo, mais as ondas

originadas pelas bordas, criando, assim, o fenômeno da difração. Ilustração 16 e Ilustração 17.

Ilustração 16 - Difração do som de baixa frequência. Fonte: FERNANDES, 2005.

Reverberação do Som

Reverberação é a sobreposição do som direto com o som refletido.

Conforme descrição anterior, quando uma fonte emite um som, denominado som direto, e sua onda incide sobre uma superfície lisa e rígida, a onda é refletida em outra direção, com ângulo de reflexão igual ao ângulo de incidência.

Quando há mais superfícies refletoras em um ambiente, o som vai sendo refletido por essas superfícies até que sua intensidade tenda a zero. Nenhuma superfície é totalmente refletora ou dissipadora. Mesmo quando ocorre reflexão, alguma energia é perdida e o som refletido normalmente tem energia menor que o som incidente. O som também perde intensidade ao se propagar pelo ambiente, e quando um som é gerado dentro de um ambiente com vários obstáculos refletores, o que se escuta primeiramente é o som direto, seguido, então, de uma sucessão de reflexões, uma espécie de eco, que por ser muito próximo, no tempo, ao som direto, soma-se a ele, uma sensação de audição prolongada. A esse fenômeno dá-se o nome de reverberação.

A reverberação é um fenômeno comum, tanto nos ambientes internos como no arranjo dos edifícios ao longo das vias, formando uma geometria vertical em U. Ilustração 18. Se a via for estreita e os edifícios forem altos, com fachadas lisas de concreto e vidro, o ambiente configura-se como o mais propício para a reverberação. A energia do som permanece confinada pela reflexão no espaço entre os edifícios, sendo gradualmente dissipada. Espaços urbanos mais amplos, com edifícios apresentando contornos irregulares ou curvos, áreas que permitam o escape horizontal, presença de vegetação nas fachadas, árvores e gramados nos passeios, criam condições que amenizam a reverberação, pois as condições de reflexão são minimizadas e a dissipação da energia do som, favorecida. Como descreve

desfiladeiros11 _{urbanos também conhecidos como cânions,}

amplificam o ruído de tráfego, devido às múltiplas reflexões que margeiam as vias de tráfego. De fato, as fachadas das edificações restringem a divergência da onda sonora,

11 _{Desfiladeiro – é o termo utilizado em geomorfologia e geologia para designar um vale profundo} com paredes abruptas em forma de penhascos.

causando reverberação urbana, o que amplifica os níveis sonoros.(BISTAFA, 2011 p. 222).

BERANEK; VÉR (1992) observam,

que nos espaços acústicos fechados (cânions urbanos) ocorre o fenômeno da reverberação, devido às múltiplas reflexões das ondas sonoras nas fachadas paralelas dos edifícios, amplificando, por exemplo, os sons provenientes do tráfego. Por conta disso, para a mesma fonte e distância, os níveis sonoros nesses espaços se apresentam maiores do que nos espaços acústicos abertos.

Ilustração 18 - Reverberação do som. Fonte: Autora, 2014.