Acústica nas Salas de Concertos

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1 Acústica nas Salas de Concertos André Lima Belico - andrebelico@yahoo.com.br /artigo/ O projeto de uma sala de concerto vai muito além de um simples design, pois sua característica exige o conhecimento de acústica sem os quais o projeto não atende os requisitos mínimos necessários, no que se refere à propagação do som. Em 1962, o Phillarmonic Hall (foto) foi inaugurado para espetáculos, porém, em sua primeira exibição ocorreu problema com relação à propagação do som ambiente. Os músicos no palco não conseguiam ouvir as outras partes da orquestra, ecos no fundo do auditório podiam ser ouvidos, e o mastro não podia ouvir o que toda orquestra estava tocando. Phillarmonic Hall Muitas tentativas foram feitas para resolver a situação, mas todas falharam, até que chamaram Cyril M. Harris, especialista em acústica, para redesenhar a sala. Cyril, para executar o trabalho impôs a condição de que a acústica teria precedência sobre a estética e o interior da sala seria totalmente demolido, inclusive as pilastras. As condições impostas por Cyril nos remetem às seguintes perguntas: por que o desenho do interior de uma sala interfere tanto na sua acústica e como itens estéticos interferem na propagação do som?

2 A resposta é que o som se propaga de acordo com princípios físicos, isto é, o som é uma onda mecânica, necessitando, portanto de um meio material para existir. Qualquer alteração neste meio material causa perturbações ou alterações nas características deste som. Alterações no meio, uma fronteira, um obstáculo, uma fenda ou mesmo uma segunda onda, são suficientes para alterar aquela onda que se propaga. Conhecendo-se as propriedades das ondas pode-se prever a forma e/ou características da onda viajante após cada interação. Difração, interferência, reflexão, polarização e refração são as propriedades mais importantes das ondas, excetuando-se a polarização (possível apenas em ondas transversais) que fazem acontecer todos os fenômenos ondulatórios. Uma boa sala de concertos deve ter condições estruturais que permitam ao som se propagar em todo o ambiente, de forma uniforme e cristalina, bem definido em suas características, os agudos e os graves bem como os sons secundários devem ser preservados em sua forma original. Somente com a observância dos princípios físicos da acústica é possível projetar uma sala de concerto de boa qualidade. Difração é a capacidade da onda de contornar obstáculos e/ou fendas. Se as dimensões do obstáculo forem maiores do que o comprimento da onda esta onda sofre reflexão, se propagando como se o obstáculo não existisse. Entretanto, se o obstáculo tiver dimensões comparáveis ao comprimento da onda esta se curva para contorná-lo, propagando-se após o obstáculo ou fenda como se ali fosse seu ponto de origem. Por isto não é ideal projetar auditórios e salas de concertos com pilares soltos no salão, pois neste caso, eles funcionam como pontos emissores de ondas sonoras, criando a interferência ou superposição de ondas. Interferência é o encontro de duas ou mais ondas resultando numa nova onda. Acontece a interferência quando a onda incidente se encontra com outras ondas que podem ser as próprias ondas refletidas ou se encontra com outras ondas quaisquer. Encerrada a interferência a superposição se encerra e cada onda segue inalterada. Reflexão é a característica física da onda sonora de retornar total ou parcialmente para seu ponto de origem quando atinge um obstáculo como parede, teto ou superfície refletora. Uma sala de concerto corretamente projetada deve ser cercada de superfícies refletoras, para que a onda sonora atinja a superfície e ser novamente refletida. Refração é a alteração na velocidade de propagação e no comprimento da onda, sempre que ela encontra uma fronteira entre dois meios de propagação de natureza diferente. Um nadador imerso na água de uma piscina percebe o som produzido fora da piscina, mas de maneira com que abafado, distante, isto porque a onda se propaga de forma alterada no meio líquido da piscina. O mesmo ocorre com um facho de luz projetado na água da piscina; a luz se propaga, mas de maneira alterada.

3 Polarização é a restrição de movimento em alguma direção que ocorre quando a onda atravessa uma fenda. Isto acontece apenas em ondas transversais; nas ondas longitudinais o movimento de oscilação se dá na mesma direção que a propagação. A onda pode também sofrer polarização quando é refletida. Este fenômeno acontece com ondas eletromagnéticas e é a explicação para o brilho observado nos dias meio enevoados. Vale ressaltar que a polarização como a refração são fenômenos da acústica de ocorrência praticamente nulos nas salas de concertos. O desconhecimento ou inobservância destes princípios físicos explicam porque, na sala de concertos do Philharmonic Hall o maestro não podia ouvir toda a orquestra e porque em algumas salas o som é mais alto em determinados locais do que em outros. SOM REVERBERANTE A soma de todas as ondas refletidas é chamada de som reverberante. A reverberação é o prolongamento da sensação auditiva gerada pelo reforço resultante da interferência entre duas ondas. O tempo de reverberação é o tempo gasto para que o som atinja o seu valor máximo ou mínimo, a partir do nível de equilíbrio. A qualidade de uma boa sala de concertos depende, portanto da qualidade da reverberação que é resultante da boa aplicação dos elementos deflatores e elementos reflexivos; é o equilíbrio entre o som direto e o som reverberante. A distinção das performances musicais ouvidas em grandes parques, ao ar livre, daquelas ouvidas em salas de concertos é resultado da boa qualidade do som reverberante e a ausências de sons de interferência. TEMPO DE REVERBERAÇÃO O tempo necessário para o nível de som chegar ao máximo ou diminuir até zero, a partir de seu valor de equilíbrio, é chamado tempo de reverberação e esta é a mais importante característica de uma sala de concertos. O tempo de reverberação é definido como o tempo necessário para que a intensidade do som (watts por metro quadrado) cresça ou decresça por um fator de um milhão. Com o desenvolvimento da acústica o tempo de reverberação passou a ser medido com maior exatidão. Antigamente, naqueles enormes templos, o tempo de reverberação era muito grande, por isso que as músicas eram cantadas mais lentamente. Durante o período barroco, por exemplo, aquelas pequenas capelas com paredes paralelas possuíam um tempo de reverberação muito pequeno, propiciando, portanto, a criação de músicas para serem cantadas mais rápidas.

4 Atualmente já se tem conhecimento que se o tempo de reverberação é muito curto, as notas musicais são ouvidas isoladas umas das outras e a música é percebida de maneira leve. Se, o tempo de reverberação é muito longo, os sons das notas mais recentes se chocam com os das notas tocadas anteriormente. O tempo de reverberação mais indicado para música sinfônica é cerca de 2 segundos; o Symphony Hall, em Boston, uma das maiores casas de concerto do mundo, tem um tempo de reverberação de 1,8 segundo totalmente cheio. Symphony Hall O volume da sala de concertos também interfere no tempo da reverberação; quanto maior o volume, mais tempo leva o som, viajando a cerca de 345 metros por segundos, para percorrer a distancia entre as superfícies refletoras e atingir seu equilíbrio. O volume do Symphony Hall é de 61,496 metros cúbicos; o do Carnegie Hall, em Nova York, é de 79,610 metros cúbicos, mesmo assim o tempo de reverberação é de 1,7 segundos menor do que o do Symphony Hall de Boston. Carnegie Hall

5 A diferença é devido à constituição das superfícies refletoras, ou seja, quando as superfícies expostas às ondas sonoras são muito absorventes, a taxa de absorção de energia por todas elas, rapidamente se torna igual à de produção de energia de todas as fontes: ou seja, o tempo de reverberação da sala de concertos é maior quando ela esta vazia. Em muitas salas, a apresentação da orquestra é melhor nos ensaios do que nas apresentações. É que cada pessoa tem a propriedade de absorção equivalente a 0,5 metros quadrados de uma janela aberta, assim, o tempo de reverberação da sala de concertos é maior quando ela está vazia. Este é o motivo. É o motivo também por que a maioria das salas de concertos de países de clima frio possuir armários onde os espectadores podem guardar suas roupas de inverno, que são extremamente absorventes. Assim, o conhecimento dos princípios físicos da acústica, mais especificamente a difração, interferência e reflexão é fundamental para projetar uma boa sala de concertos, a soma de todas as ondas refletidas é chamado som reverberante. A qualidade de uma boa sala de concertos depende, portanto da qualidade da reverberação que é uma combinação do volume da sala e da boa aplicação dos elementos deflatores e reflexivos. O tempo necessário para o nível de som chegar ao máximo ou diminuir até zero, chamado tempo de reverberação é a mais importante característica de uma sala de concertos. O tempo de reverberação mais indicado para música sinfônica é cerca de 2 segundos; o Symphony Hall, em Boston, uma das maiores casas de concerto do mundo, tem um tempo de reverberação de 1,8 segundo totalmente cheio. No futuro a construção de salas de concertos irá explorar não só novos materiais e métodos, como também o uso de melhorias eletrônicas. Também os compositores irão criar novos estilos coerentes com as novas salas e terão suas performances melhoradas.