Difusão e absorção: entenda sobre esses fenômenos acústicos

Quando falamos de acústica, existem inúmeros conceitos e fórmulas que, quando aplicados juntos, buscam controlar o ruído e melhorar a qualidade sonora de uma sala.

No post de hoje, iremos nos aprofundar sobre dois conceitos importantíssimos do som em recintos fechados: difusão e absorção. Então, se você pretende se especializar em acústica, é necessário dominar esses fundamentos. Vamos lá? 

O que é absorção sonora?

Absorção sonora é o fenômeno que ocorre quando a energia sonora incidente sobre um determinado material é absorvida por ele, ou seja, não é refletida de volta para o meio em que foi originada. Nesse caso, portanto, a energia que incide sobre esse determinado material atravessa-o e chega ao meio oposto àquele em que foi originada. Em uma analogia simples, o fenômeno da absorção seria como a luz atravessando o vidro de uma janela.

Materiais absorvedores 

Em acústica, alguns materiais são projetados e utilizados com a finalidade de absorver o som, tornando o ambiente menos reverberante e mais confortável para a audição humana.

A maioria dos materiais chamados absorvedores tem três características: são moles (macios), leves (pouco peso) e porosos. Assim, as lãs, feltros, carpetes, espumas e outros materiais com essas características entram na categoria de materiais utilizados para a absorção sonora devido ao seu excelente desempenho nos sons médios e agudos.

Com alguns centímetros de espessura – às vezes nem isso – esses materiais são bastante eficientes na absorção das altas frequências. Isto se deve ao fato de que os sons agudos têm pequenos comprimentos de onda (da ordem de alguns centímetros ou milímetros) e, assim, o movimento de vai e vem dessas ondas é facilmente capturado pelos pequenos espaços de ar entre as fibras dos materiais porosos. 

O atrito resultante converte parte da energia sonora em calor e outra parte da energia atravessa o material. As baixas frequências, com grandes comprimentos de onda não são capturadas por espaços de ar tão minúsculos e, por isso, não são absorvidas. 

É importante enfatizar que as características da absorção dos materiais variam significativamente de acordo com a frequência. Em outras palavras, sons de baixa frequência são mais difíceis de serem absorvidos por esse tipo de material por conta de seus grandes comprimentos de onda. Neste caso, é preciso construir sistemas de absorção sonora para dar conta dos sons graves.

Onde são usados absorvedores sonoros e por quê?

Os materiais destinados à absorção sonora ajudam a diminuir a reverberação no interior do ambiente e, por conseguinte, auxiliam no entendimento da fala. Por isso, eles são muito usados em ambientes nos quais se busca uma boa qualidade acústica, como restaurantes, auditórios, teatros, salas de aula e estúdios em geral.

Em estúdios musicais, por exemplo, as superfícies absorvedoras são fundamentais para conter o excesso de reverberação associado a reflexões destrutivas que podem prejudicar a qualidade do som. Por isso, encontramos materiais absorventes em paredes e forros de estúdios de gravação. 

Cálculos 

Cada material tem o seu coeficiente de absorção específico, que é representado pela letra α e muda de acordo com o sua superfície, densidade e espessura. Esse coeficiente é calculado a partir da média aritmética da razão entre a energia sonora absorvida e a energia total incidente na superfície, por bandas de frequência. Geralmente, os valores variam entre 0 e 1. Os valores próximos de 0 são relacionados a materiais menos absorventes, geralmente mais rígidos, lisos e pesados. Já os valores próximos de 1 são característicos dos materiais mais leves, porosos e maleáveis, através dos quais o som passa sem grande resistência.

O que é difusão sonora?

Difusão significa a homogeneidade do som num determinado ambiente. Um campo sonoro é chamado difuso se sua intensidade nos diversos pontos do ambiente for aproximadamente a mesma. Por isso, tal fenômeno só ocorre em ambientes fechados, uma vez que, ao ar livre, a intensidade sonora diminui à medida que se afasta da fonte. 

Em recintos fechados, é possível distribuir igualmente a energia sonora nos diversos pontos do ambiente, a partir de superfícies difusoras. A difusão do som num determinado ambiente é função direta de sua geometria interna.

Ambientes compostos por superfícies côncavas (cúpulas, arcos, etc.) têm péssima difusão sonora, uma vez que tais formas tendem a concentrar a energia em pontos isolados, produzindo resultados acústicos bastante diferentes num mesmo espaço. Em geral, grandes irregularidades tendem a ser mais eficientes na difusão de baixas frequências, enquanto que pequenas irregularidades são mais eficientes na difusão das altas frequências. 

Se a sala for composta por superfícies planas, duras e paralelas, como a maioria dos ambientes, a situação piora um pouco, pois pode ser acometida de fenômenos como o eco e o flutter-eco. Entretanto, se o ambiente for construído a partir da ausência de paralelismo entre suas superfícies, com a presença de móveis, objetos e pessoas em seu interior, a situação melhora significativamente pois se estabelecem as condições ideais para a difusão do sonora. 

Onde são utilizados difusores sonoros e por quê? 

Os difusores sonoros são elementos cuja principal característica é a ausência de regularidade em sua superfície. Podem ser curvos (convexos) ou com outro tipo de irregularidade superficial, de modo que sejam capazes de espalhar de maneira uniforme e em diversas direções toda a energia sonora direcional que incidir sobre eles.

O grande benefício dos difusores sonoros é corrigir falhas na distribuição sonora decorrente de reflexões direcionais, melhorando a percepção do som (principalmente da música) em seu interior e criando uma sensação de espacialidade. Por isso, esses materiais são frequentemente encontrados em salas de concerto, teatros, auditórios, estúdios de gravação e home-studios.

Difusão e absorção

Até aqui, você pôde entender melhor sobre os conceitos de difusão e absorção, suas aplicações e finalidades. Contudo, é importante também entender por que usar esses conceitos juntos.

Quando difusores e absorvedores são corretamente distribuídos em um ambiente, os fenômenos acústicos indesejados – como eco, flutter-echo e reverberação – caem drasticamente. Com isso, melhora-se sensivelmente a percepção da fala e a audição de música em seu interior.

Isso significa que ambientes como salas de concerto, teatros, auditórios, estúdios de gravação, home-studios devem utilizar os conceitos de difusão e absorção sonora juntos em seus projetos.

Esperamos que você tenha gostado deste conteúdo de difusão e absorção sonora. Para aprender mais sobre acústica na arquitetura, confira o nosso blog!