09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes
Página 1 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/...
09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes
Página 2 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/...
09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes
Página 3 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/...
09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes
Página 4 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

sonorização de ambientes

236 visualizações

Publicada em

sonorização de ambientes

Publicada em: Engenharia
0 comentários
0 gostaram
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
236
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
2
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
9
Comentários
0
Gostaram
0
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

sonorização de ambientes

  1. 1. 09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes Página 1 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/Aldo%20Soares.htm Aldo Soares trabalha há 19 anos com áudio, é operador de PA, engenheiro projetista e educador de áudio. aldo@arsnet.com.br Figura 1 Sonorização de ambientes Luciano Freitas A cobertura vertical de uma caixa acústica ou, de um arranjo “array” de caixas acústicas irradiará sua energia e determinará o alcance e a forma que um ambiente será sonorizado Quando tratamos de uma caixa somente para sonorizar um ambiente, ou seja, um elemento sozinho no ambiente, tratamos com as interferências, e suas conseqüências, provocadas pelas reflexões dentro desse ambiente. Quando temos mais de uma caixa interagindo dentro do ambiente, lidamos com as interações provocadas pelas caixas e com as reflexões do próprio ambiente. Agora, não são poucos os casos em que para sonorizarmos um ambiente temos que montar um arranjo de caixas acústicas para cobrir toda a extensão do ambiente. E as interações das ondas sonoras dentro desse arranjo poderão ser destrutivas a ponto de piorar a sonorização com o aumento de caixas, em vez de melhorar. A questão aqui são as sobreposições das ondas produzidas pelas interações e as suas conseqüências no espectro de freqüências audíveis e ao longo do ambiente. Qual será o resultado dessa interação e, principalmente, como vamos lidar com as conseqüências dessas interações. A ONDA SONORA O fenômeno das ondas sonoras é produzido pelos movimentos ondulatórios das vibrações das moléculas do ar. Ondulatórios porque as moléculas do ar são elásticas e reagem proporcionalmente aos movimentos provocados pela compressão sobre elas, produzindo um movimento de descompressão, veja a figura 1. Esse fenômeno é percebido nos dois domínios que regem a nossa percepção auditiva, o domínio do tempo e da intensidade. O produto desses domínios são as várias características que os sons possuem, como as freqüências, os tons e os timbres dentre outros. Em nosso caso, que vamos lidar com o fenômeno das interações entre as ondas, vamos lidar com os domínios e suas características. A sua interação pode se dar por diferença de fase, que é conseqüência da diferença de tempo, ou mais claro, pelo atraso de uma onda sonora em relação a outra onda sonora. O resultado dessa alteração é uma onda alterada em seu formato, seja positivamente ou negativamente, mas, sempre alterada da sua forma original. FREQÜÊNCIA Os sons que escutamos são formados pelo conjunto de freqüências. A freqüência é formada pela quantidade de ciclos por segundo. Veja na figura 2 em que temos 10 ciclos no período de um segundo, ou seja, temos 10 hertz (nome em homenagem ao físico alemão Heinrich Rudolf Hertz). Da mesma forma podemos dizer que uma onda de 100Hz é na verdade 100 ciclos no intervalo de um segundo, e uma onda de 5kHz (5.000 Hz) serão 5 mil ciclos dentro do mesmo intervalo de um segundo. As ondas sonoras possuem dimensões físicas, largura de freqüência. Por exemplo, a distância percorrida entre o semiciclo positivo e o negativo de uma onda de 100Hz é de 3,4 metros (velocidade do som dividida pela freqüência). Já em uma onda de 5kHz, a largura será consideravelmente pequena, só 6,8 centímetros. E em nosso caso vale ressaltar as diferenças de larguras dessas ondas. Parte do resultado dessas discrepâncias pode ser observado pelo resultado físico provocado pela propagação dessas ondas. Uma onda de 100Hz pode perfeitamente movimentar um objeto sobre um móvel em função da sua intensidade e pelas suas dimensões físicas. Já o mesmo efeito não poderá ser alcançado por uma onda de 5kHz. Ou você já percebeu que somente os sons mais graves, kick do bumbo e o contrabaixo, por exemplo, é que são capazes de fazer tremer tudo. Ou alguém já viu o mesmo acontecer com um som de um prato de bateria? Figura 2
  2. 2. 09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes Página 2 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/Aldo%20Soares.htm Figura 3 Figura 4 INTERFERÊNCIAS ENTRE AS ONDAS SONORAS As interferências entre as ondas são provocadas pelos cancelamentos e sobreposição entre as ondas sonoras. As sobreposições das freqüências mais baixas, abaixo de 300Hz, ocorrem da mesma forma que as freqüências mais altas, acima de 2Khz. Porém, o resultado pode ser percebido de formas diferentes, principalmente pelas diferentes larguras das freqüências altas, que são bem menores. Os cancelamentos são provocados pela inversão da fase da onda, resultando em anulação da mesma. Isso ocorre quando duas ondas se encontram, só que com um atraso entre elas igual a meio ciclo. E isso faz com que as fases delas estejam em oposição, uma com o semiciclo da compressão e a outra com o semiciclo da descompressão. O resultado é a anulação, já que uma compensa a outra pelas forças magnéticas. Já o efeito das somas entre as ondas é análogo ao do cancelamento, só que nesse caso o atraso provocado é igual a um ciclo inteiro de onda. O resultado é que o encontro de duas compressões, ou entre duas descompressões, resulta em soma entre as mesmas, produzindo uma onda dobrada em relação à original. CONSEQÜÊNCIAS Quando temos duas fontes de produção sonora no mesmo ambiente elas se interagem. Observe na figura 3 que temos duas situações simuladas. No exemplo (a), demonstramos duas fontes produzindo uma mesma freqüência, só que a distância que separa as duas fontes é praticamente do mesmo tamanho da largura da onda produzida por ambas as fontes. Veja que, inclusive, elas estão se sobrepondo em fase. Já no exemplo (b) elas foram separadas por duas vezes a largura da mesma onda produzida por ambas. Agora você percebe claramente o que ocorre com a interação entre as ondas produzidas pelas duas fontes, veja que temos pelo menos quatro lóbulos, em formato de raios, que foram formados pela interação e que resultam em energia próxima do zero, cancelamentos. Aos nossos ouvidos a percepção será que naquelas áreas, em que se encontram os lóbulos, os sons ou sumiram ou estão muito baixos. Quando essa mesma interação ocorre nas regiões mais altas do espectro, e vão ocorrendo de forma gradativa, conforme a freqüência vai aumentando, a sensação auditiva piora, isso pelo fato das freqüências serem menores, as distâncias físicas serem também menores e que resultam no “Comb Filter”, efeito provocado por essas interações das ondas ao longo do espectro provocando diversos cancelamentos e somas de ondas que acabam resultando algo análogo a um pente. Sendo que a inteligibilidade de um sistema de sonorização acaba sendo prejudicada por esse efeito, também conhecido como o efeito do filtro pente, figura 4. Quando tratamos da cobertura vertical de uma caixa acústica, como começamos a tratar na última coluna, devemos levar em consideração essa interação, porque o resultado sofrerá com a interação entre as caixas ou entre as paredes! Paredes? Sim. Vejamos alguns exemplos e não se assuste com os cálculos, é um mero exercício de matemática e física: Observe na figura 5 que a caixa está posicionada a 1,2 metro da parede. Como a onda para interagir com a outra deverá refletir na parede e voltar ao encontro dela mesma, ela percorrerá todo o caminho até a parede e será refletida, com o ângulo proporcionalmente inverso ao ângulo de incidência somado ao ângulo de curvatura da parede, caso ela seja inclinada, e fazer o mesmo percurso voltando, ou seja, refletido. Como estamos lidando com tempo e espaço, todo esse percurso percorrido pela onda sofreu um atraso e, quando ele encontrar o sinal na mesma linha do eixo axial por onde ele saiu, ele irá interagir com o sinal, só que como ele está com esse atraso, a onda resultante desse processo será alterada. Vejamos, se a caixa está a 1,2 metro da parede o percurso de ida e volta seria 2,4 metros, em caso de uma linha reta, mas, não é o caso. Nesse caso vamos traçar um triângulo retângulo (figura 6), em que a caixa se encontra a 1,2 metro da parede, a reflexão se dará a 45º à frente e retornará nos 90º, formando um triângulo retângulo em que os catetos que se formarão terão 1,7 metro cada, ou seja, a reflexão percorrerá 3,4 metros enquanto o sinal principal percorreu 2,4 metros (hipotenusa). Um atraso de 1 metro em relação ao sinal principal. Quando mensuramos atraso em tempo, e esse tempo em freqüência, veremos que estamos tratando da freqüência principal em 343hz (20 Cº) ou 2,91 milisegundos.
  3. 3. 09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes Página 3 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/Aldo%20Soares.htm Figura 5 Figura 7 milisegundos. Os cancelamentos das ondas ocorrem entre 120º e 240º de atraso entre as fases das ondas, sendo o ângulo principal de cancelamento em 180º (semiciclo invertido). As somas de freqüências ocorrem antes e depois desse intervalo. Em ambos os casos, somas e cancelamentos são proporcionais até os seus ápices. Em nosso exemplo a freqüência de cancelamento principal será a de 2 metros, 172Hz (lembrando que nesse caso, cada semiciclo corresponde a 1 metro, nosso atraso) e se estenderá de 120º, ou seja, uma onda correspondente a 3 metros, onda de 114,5Hz, até 240º, uma onda de 1,5 metro, onda de 229Hz. Ou seja, aqueles lóbulos provocados pela interação entre as fontes sonoras, demonstrados através da figura 3, agora ocorrerão da mesma forma, só que em função da distância que a caixa está da parede. Nesse caso não temos duas fontes produzindo sons, como no exemplo, mas, temos um som original e outro som refletido, só que atrasado. E esse fenômeno provocado por essa reflexão poderá ser observado ao longo de todo o espectro de freqüências e percebido o comb filter como resultado. Figura 6 Só para exemplificarmos mais um pouco essa questão. Se exercitarmos um pouco mais a matemática em questão, com os mesmos exemplos acima, poderemos encontrar para o mesmo atraso de 180º para 3,60kHz, cancelamento, e ao mesmo tempo, para a freqüência de 3,77kHz haverá uma soma, atraso de 360º. Veja que são freqüências próximas. Esse assunto pode se estender para própria interação entre as caixas, quando montamos e configuramos um arranjo de caixas para trabalharem juntas, seus centros acústicos de propagação estarão afastados pelos seus gabinetes. E essas distâncias produzirão o mesmo efeito citado acima e o arranjo sofrerá as mesmas conseqüências dos efeitos das interações em diversas freqüências. Veja que o próprio desenvolvimento de algumas tecnologias foi fruto dessas necessidades. Isso porque, ao contrário do que a grande maioria pode acreditar, quanto mais caixas acústicas dentro de um arranjo, pior será o resultado em função dessa interação. Mais comb filter e mais lóbulos nas coberturas horizontais e verticais poderão ser percebidos, menor será a eficiência do conjunto, quando na verdade se esperava o contrário. Isso porque serão várias fontes de irradiação, limitadas pelas suas distâncias físicas, entre elas mesmas e dentro do arranjo. O que dificulta ou quase impossibilita termos um conjunto irradiando energia em diversas freqüências e com as suas fases acopladas. Os projetistas de caixas acústicas trabalharam durante anos para tentar amenizar essas interações, e foi construindo elementos com ângulos de dispersão menores que conseguiram lidar melhor com esses fenômenos. Isso para diminuir a sobreposição das coberturas das caixas dentro do arranjo. Para a cobertura de um elemento não sobrepor a cobertura de outro elemento. O desenvolvimento do Line Array, assunto para outro momento, mas, que a grande maioria já ouviu falar, foi pela necessidade de uma maior coerência e acoplamento entre as caixas acústicas. Uma das características presentes na maioria dos lines, pelo menos dos que funcionam, é uma cobertura extremamente estreita na dispersão vertical. Realmente é quase impossível viver sem o comb filter. O que nós, projetistas, fazemos é tentar diminuir ao máximo esse efeito. A primeira providência ao sonorizar um ambiente é tentar evitar a incidência de sons diretos, produzidos pelas caixas acústicas, sobre as paredes e teto. Vejam as simulações na figura 7 sobre as diferenças de resultados com dois posicionamentos diferentes, sendo uma com maior incidência sobre as paredes, no exemplo de 1,2 metro e a 2 metros do piso, e outra com menos incidência sobre a parede, maior inclinação e, 2,7 metros da parede e 4 metros do piso. Perceba a diferença em termos de distribuição da energia e dos efeitos das reflexões.
  4. 4. 09/01/15 20:32Aldo Soares - Sonorização de ambientes Página 4 de 4http://www.backstage.com.br/newsite/ed_ant/materias/170/Aldo%20Soares.htm A idéia fundamental é tentar direcionar ao máximo as caixas acústicas ou o arranjo de caixas acústicas para o público, evitando as paredes. Trabalhar com caixas acústicas com os ângulos mais estreitos será um benefício sob esse aspecto. A cobertura horizontal deverá distribuir os sons ao longo do horizonte coberto pela vertical. E, indo direto ao ponto, você terá que lidar sempre com a interação entre as caixas em casos de montagens do sistema em estéreo ou distribuído. Já na montagem de um arranjo central, um cluster, as únicas interações serão entre as caixas e o ambiente, comum às duas montagens. No próximo mês continuaremos. Tenham todos um feliz e próspero ano 2009!

×