Parte I: Exposição ao som na física e na biologia

Em qualquer época, os efeitos do som no nosso organismo dependem do tempo de exposição, da intensidade sonora e da susceptibilidade individual.

O efeito mais conhecido da exposição a sons intensos sejam eles agradáveis ou não, é a perda de audição temporária ou definitiva. A exposição ao ruí­do intenso leva à lesão permanente e irreversí­vel, e que depois de existente, não pode ser resolvida. Essa lesão pode piorar com o tempo e só fica estável quando o ruí­do consumido pela pessoa é controlado.
        A combinação de ingestão de álcool, esforço físico, cansaço, estresse ou a certos estados de saúde, podem gerar zumbido, deterioração do reconhecimento da fala, intolerância a sons, nervosismo, ansiedade, dores de cabeça, tonturas, perturbações circulatórias, taquicardia, dilatação da pupila, alterações do apetite e do sono, liberação de noradrenalida, adrenalina, cortisol, entre outros efeitos. É por causa dessa liberação excessiva de hormônios que muitas pessoas acham que ouvir música em intensidade moderada não dá “emoção” ou “não tem graça”.

O ser humano pode aguentar até 8 horas de exposição direta ao som de até 85 dB. Acima deste limite pode se tornar prejudicial à audição humana. Geralmente, um show de rock tem 130 dB de potência.

        É importante ressaltar que não só a exposição exagerada a sons provenientes de fones de ouvido é prejudicial à saúde auditiva, uma vez que diversas causas podem desencadear uma possível perda da capacidade de ouvir. Assim, as perdas classificam-se como condutivas, sensorioneurais e metabólicas.        O especialista explica que a perda condutiva acontece quando o problema está no caminho que o som faz, desde que ele entra na orelha até chegar ao ouvido interno, podendo ser ocasionada pelo excesso de cera, perfuração no tímpano ou problema no ouvido médio. Já as perdas sensorioneurais acometem o ouvido interno e estão relacionadas à exposição sonora ou perdas auditivas por traumas, uso de determinados medicamentos e perdas genéticas. As perdas metabólicas, geralmente reversíveis, ocorrem devido à alterações nos açúcares, colesterol, triglicerídeos e na tireóide.

        As perdas começam com o uso de MP3, iPod, telefones celulares com fone de ouvido e etc com intensidade alta o que se torna extremamente comum nos dias de hoje,  visto que ja nos anos 80 tinhamos no mercado o Walkman, que pode ser definido como um dos primeiros aparelhos práticos para se carregar e ouvir música, mesmo que naquela época fosse através da fita.Inúmeras são as opções que avançaram nestes anos, fabricadas para atender a todos os gostos, em especial, de jovens e de crianças, interessados em adquirir portáteis de grande potência. E os prejuízos já começam a aparecer. Segundo levantamento do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, estes públicos são as principais vítimas de lesão auditiva ocasionada por tais ruídos de som.          
        É importante destacar também que existe uma diferença entre escutar sons altos através de aparelhos eletrônicos e ouvi-los a certa distância, ainda que com volumes elevados acima do ideal.

(Legenda 1: Mapa tratando da constituição de uma orelha humana e suas funções)

        A Acústica é uma área da física que estuda o som. Nessa área, estão envolvidas, as Ondas, variações periódicas de uma grandeza física, constituída por:

• Crista: Pontos de maior intensidade, o topo da onda.

• Vale: Pontos de menor intensidade da onda.

• Nível Médio: Pontos entre o as Cristas e os Vales.

         A distância entre a crista ou o vale e o nível médio é chamada amplitude. Já a distância entre duas cristas consecutivas ou dois vales consecutivos é chamada de comprimento de onda.

         O tempo que uma oscilação leva para se repetir é chamado período. E a frequência significa quantas vezes uma oscilação se repete por unidade de tempo.

O Som é uma onda mecânica  que possui a intensidade e frequência necessárias para ser percebida pelo ser humano. Entendemos como onda mecânica uma onda que precisa de meios materiais, como o ar ou o solo, para se propagar. As frequências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 20kHz. Dentro desta faixa a encontra-se a voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, entre outros.

Basicamente, nível sonoro é a forma de classificar a intensidade de um som além do que nossos ouvidos conseguem captar, sendo assim, abrindo um leque de outras diversas maneiras de analisar uma sonoridade. O ouvido humano tem capacidade de perceber um som entre frequências de 20Hz à 20.000Hz, sendo classificados como uma intensidade elevada perto dos demais outros, que são separados entre, intensidade sonora moderada e fraca.

Os dispositivos que produzem ondas sonoras são chamados de fontes sonoras. Entre os que mais se destacam estão aqueles compostos por:

• Cordas vibrantes como violão o  piano, as cordas vocais etc.

• Tubos sonoros como órgão flauta, clarineta.

• Membranas e placas vibrantes. Ex: tambor

• Hastes vibrantes como o diapasão. Ex: triângulo

Vale lembrar que o estudo da sonoridade é essencial para a nossa saúde, onde dependendo da intensidade de um som, pode causar a perda da audição ou até influenciar no estado de espirito de uma pessoa.

Como um estudo da física, o nível sonoro adotou as tais unidades: Bel (B) que é utilizado para quantificar o nível sonoro e deciBel (dB) que representa um décimo do Bel, sendo a unidade mais comum

(Legenda 2.Figuras ilustrativas de medidas de deciBel dB)   

A intensidade sonora demonstra se um som é forte ou fraco, isto é, quando ouvimos uma música dos anos 80, por exemplo, com a ajuda dos estudos da física nesse aspecto podemos caracterizar esse som, que varia de acordo com a energia que a onda sonora da tal música transfere para o ambiente externo.

Pelo conceito da física caracterizamos intensidade sonora como potência sonora recebida por unidade de área de uma superfície. Onde o tempo também influência e em certos casos podemos utiliza-lo como ferramenta na própria potência sonora. Ela também está ligada à quantidade de energia transportada pelo som.

Podendo ser divida entre dois tipos:

• Máxima intensidade física, mais conhecida como limiar de dor, tal qual maior valor de intensidade que nosso ouvido pode suportar.

• Mínima intensidade física, ou limiar de audibilidade, o menor valor de intensidade que o ouvido humano possa escutar.

Não conseguimos ouvir uma folha a cair - a intensidade sonora é muito fraca.

O som de um concerto é agradável - intensidade sonora moderada.

Um avião a jacto faz muito barulho ao descolar - intensidade sonora elevada.

Para descobrir se o som produzido por uma fonte sonora é forte ou fraco, determina-se o Nível Sonoro produzido. O nível sonoro relaciona a intensidade sonora de um som com a intensidade sonora do som mais fraco que conseguimos ouvir. Para determinar o nível Sonoro utiliza-se um Sonómetro.

Timbre é o conceito físico conhecido pela característica de nos possibilitar a distinção de sons com a mesma frequência e com a mesma intensidade, isso só ocorre porque as ondas sonoras que correspondem ao som são diferentes.

Altura, um dos casos mais famosos no estudo da propriedade do som, quando nos deparamos com um som agudo e um grave, é exatamente o que determina esse conceito, essa divisão é caracterizada pela frequência de uma onda sonora. Um som com baixa frequência é um som grave e o som com altas frequências, agudo.

Velocidade do Som

A propagação do som não é instantânea. Podemos verificar esse fato durante as tempestades: o trovão chega aos nossos ouvidos segundos depois do relâmpago, embora ambos os fenômenos (relâmpago e trovão) se formem ao mesmo tempo.

Assim, o som leva algum tempo para percorrer determinada distância. Além disso, a velocidade de sua propagação depende do meio em que ele se propaga e da temperatura em que esse meio se encontra.

No ar, a temperatura de 15ºC a velocidade do som é de cerca de 340m/s. Essa Velocidade varia em 55cm/s para cada grau de temperatura acima de zero. A 20ºC, a Velocidade do som é 342m/s, a 0ºC, é de 331m/s.

Na água a 20ºC, a velocidade do som é de aproximadamente 1130m/s. Nos sólidos, a velocidade depende da natureza das substâncias.

Efeito Doppler

         A alteração da frequência sonora percebida pelo observador em virtude do movimento relativo de aproximação ou afastamento entre a fonte e o observador é chamada de Efeito Doppler.

(Legenda 3. Em que meio se propaga melhor, em relação a velocidade do som)

      O nome efeito Doppler é uma referência ao físico austríaco Christian Johann Doppler, que o estudou e descreveu. Ele escreveu um artigo onde afirma que a frequência do som percebida por um observador depende do movimento relativo entre a fonte emissora do som e o observador.

       Um exemplo típico do efeito Doppler é o caso de uma ambulância com a sirene ligada quando ela se aproxima ou se afasta de um observador. Quando ela se aproxima do observador o som é mais agudo e quando ele se afasta o som é mais grave. Esse é um fenômeno característico de qualquer propagação ondulatória, e ele é muito mais presente no cotidiano do que pensamos. É utilizado para medir a velocidade de objetos através de ondas que são emitidas por aparelhos baseados em radiofrequência ou lasers como, por exemplo, os radares.

         Na astronomia esse fenômeno é utilizado para medir a velocidade relativa das estrelas e outros objetos celestes em relação ao planeta Terra. E na medicina é utilizado nos exames de ecocardiograma para medir a direção e a velocidade do fluxo sanguíneo ou do tecido cardíaco.

         O efeito Doppler não ocorre somente com o som. Dessa forma, podemos observa-lo com a luz, que também é uma onda. Para esse caso, o fenômeno do efeito Doppler se manifesta na mudança de cor que é percebida pelo observador, uma pessoa, por exemplo, que se aproxima de um sinal de trânsito que está vermelho, percebe a coloração vermelha mais intensa se ela estiver parada, pois a frequência de onda luminosa é maior do que quando a pessoa está em movimento.