AVALIAÇÃO DA INTELIGIBILIDADE ACÚSTICA EM UMA IGREJA PELOS MÉTODOS SUBJETIVO E ANALÍTICO

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1 AVALIAÇÃO DA INTELIGIBILIDADE ACÚSTICA EM UMA IGREJA PELOS MÉTODOS SUBJETIVO E ANALÍTICO João Candido Fernandes UNESP Universidade Estadual Paulista - Depto de Engenharia Mecânica/FE Câmpus Bauru Av. Luiz E. Coube S/N.º - CEP : Bauru, SP, Brasil Fone : (014) Fax : E mail : jcandido@bauru.unesp.br Resumo: A inteligibilidade é a principal característica acústica de um ambiente, pois reflete o grau de entendimento das palavras no interior do ambiente. Para locais onde a comunicação é primordial (auditórios, cinemas, teatros, igrejas, salas de aulas e conferências, etc.) a inteligibilidade acústica é um fator decisivo. Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a inteligibilidade acústica no interior de uma igreja através dos métodos subjetivo e analítico. O método subjetivo de índice de acerto por sílabas padronizadas, consiste em distribuir no ambiente a ser estudado e, através de um orador, pronunciar um lote de palavras normalizadas que são anotadas pelos ouvintes. No método analítico a inteligibilidade do local é obtida através do modelo matemático que consiste em medir dois parâmetros acústicos do ambiente: o espectro do ruído de fundo do local e os tempos de reverberação para várias freqüências da banda audível. Com estes valores é possível obter-se o STI (Speech Transmition Index), que é um número entre 0 e 1, proporcional à inteligibilidade da palavra para cada ponto avaliado do local. O local apresentou tempos de reverberação que variaram entre 0,5 (banda aguda) a 7 segundos (para sons graves). O teste subjetivo sem amplificação apresentou 2 pontos com boa inteligibilidade e os demais insatisfatórios. Com a amplificação da voz, houve uma melhor distribuição do som fazendo com a maioria dos pontos tivesse uma boa inteligibilidade. O método analítico, por analisar o ambiente em função do tempo de reverberação, indicou índices piores que o método subjetivo. Dez pontos tiveram avaliação pobre, 6 foram regulares e 4 foram classificados como boa inteligibilidade. Palavras-chave : Inteligibilidade, Acústica, Reverberação 1. INTRODUÇÃO Embora a acústica do ambiente dependa de inúmeros parâmetros, todos eles podem ser resumidos em um único, que expressa a qualidade acústica do local: a inteligibilidade, que pode ser definida como a porcentagem de sons que um ouvinte consegue entender no ambiente. A inteligibilidade da palavra falada em ambientes pode ser calculada, predita e medida. É mensurada por inúmeras formas, que podem ser agrupadas em métodos subjetivos e analíticos.

2 Os métodos subjetivos são aqueles que se utilizam de pessoas na avaliação. Consiste em distribuir pessoas com audição normal no ambiente a ser estudado e, através de um orador, pronunciar um lote de palavras normalizadas (monossílabas, dissílabas, polissílabas, sílabas sem sentido, frases curtas etc.) que são anotadas pelos ouvintes. A porcentagem de acerto é chamado de Índice de Discriminação da Fala (IDF). Segundo Mapp (1996), testes subjetivos de inteligibilidade estão em uso desde As primeiras pesquisas começaram com as publicações de Goffard e Egan (1947) e Egan et al. (1944). O método científico ganhou padrão científico com as publicações de Beranek (1949). Os métodos analíticos se baseiam em parâmetros acústicos do ambiente, buscando obter um índice que avalie a inteligibilidade. Entre os inúmeros métodos, escolheu-se o Índice de Transmissão da Linguagem (STI), que avalia a inteligibilidade de um ambiente através de um modelo matemático em função do tempo de reverberação e o nível de ruído do ambiente. 2. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizadas duas metodologias para avaliação da inteligibilidade do local: os métodos subjetivo e analítico O local O local escolhido para os testes foi a igreja de Santa Terezinha, na cidade de Bauru, com construção no estilo gótico, com revestimento em mármore e teto com abóbadas (800 m 2 ). O ambiente tem sido alvo de reclamações pela dificuldade de se entender os sons gerados em seu interior. Um croqui da igreja é mostrado na Figura Métodos O método subjetivo de índice de acerto por sílabas padronizadas, consiste em distribuir pessoas com audição normal no ambiente a ser estudado e, através de um orador, pronunciar um lote de palavras normalizadas (monossílabas, dissílabas e polissílabas) que são anotadas pelos ouvintes. Em seguida os ouvintes trocam suas posições, e um novo lote de palavras é lido. Os testes foram realizados com e sem amplificação da voz do locutor. Para classificação dos índices tomou-se: de 0 a 0,3 como péssimo; de 0,3 a 0,5 como insatisfatório, de 0,5 a 0,7 como bom e mais que 0,7 como muito bom ou excelente. No método analítico a inteligibilidade do local é obtida através do modelo matemático que consiste em medir dois parâmetros acústicos do ambiente: o espectro do ruído de fundo do local e os tempos de reverberação para várias freqüências da banda audível (Houtgast e Steeneken, 1980, 1984 e 1985). Com estes valores é possível obter-se o STI (Speech Transmition Index), que é um número entre 0 e 1, proporcional à inteligibilidade da palavra para cada ponto avaliado do local. Valores entre 0 e 0,3 são ruins; entre 0,30 e 0,45 pobres; entre 0,45 e 0,60 regulares; entre 0,60 e 0,75 bons e maiores que 0,70 são considerados de excelente inteligibilidade. Quando a relação Sinal/Ruído for maior ou igual a 10, o índice da inteligibilidade pode ser calculado pelo gráfico da Figura Materiais A avaliação subjetiva foi realizada com 20 sujeitos (com idade entre 18 e 22 anos) com audição normal e um locutor com dicção alta e clara. Usou-se as listas de palavras foneticamente balanceadas citadas por Santos e Russo (1986), sendo 4 listas (25 palavras em

3 cada) de monossílabas e 4 listas de dissílabas. As listas foram repetidas com as palavras em outra ordem para o ensaio com amplificação sonora da voz do locutor. Na avaliação analítica foi usado um computador com uma placa de aquisição de dados LMS da Linear X para medição do tempo de reverberação em 10 pontos da igreja. O mesmo sistema foi usado para obtenção do ruído de fundo. Os dados foram processados através do software LMS versão Altar 20 10, , ,5 Caixas de som Púlpito ,0 Figura 1 Croqui da igreja mostrando os pontos de medição (distâncias em metros) 3. RESULTADOS 3.1. Resultados da avaliação subjetiva A Tabela 1 apresenta as porcentagens de acerto para os vinte pontos.

4 Figura 2 Cálculo do STI (Houtgast e Steeneken, 1985). Tabela 1 Porcentagem média de acerto nos testes para os 20 pontos da igreja. Teste 1 Teste 2 Teste 3 Teste 4 Pontos Monossílabas Monossílabas Dissílabas Dissílabas sem com sem com Médias amplificação amplificação amplificação amplificação , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0 Média 48,5 67,2 43,1 62,9 54,4 A análise dos dados mostra que, sem amplificação, os únicos pontos com excelente inteligibilidade estão próximos ao altar (1, e 2); os pontos no centro da igreja tiveram índices insatisfatórios, enquanto que no fundo da igreja a classificação foi péssimo. A inteligibilidade

5 com dissílabas foi, aproximadamente, 6 % menor que com monossílabas em razão da reverberação do local. Com a amplificação da voz do locutor, aconteceu uma melhor distribuição do som no ambiente, porém houve um aumento da reverberação. Os pontos próximos ao púlpito perderam inteligibilidade, passando de excelente para boa; no centro da igreja houve um aumento geral, com inteligibilidade boa; próximo às caixas acústicas o aumento da inteligibilidade foi mais acentuado; o resultados do teste com dissílabas foi 4 % menor que as monossílabas Resultados da avaliação analítica O cálculo da inteligibilidade através do STI para o ponto 1 é mostrado na Tabela 2. Na Tabela 3 são apresentados os tempos médios de reverberação para todos os 20 pontos e seus respectivos índices de inteligibilidade. Tabela 2 Cálculo da inteligibilidade (STI) para o ponto 1. Freqüência (Hz) Tempo de Reverberação (s) STI (Figura 2) 250 4,1 0, ,0 0,42 1k 0,8 0,67 2k 0,4 0,79 Média 0,53 A Tabela 3 mostra a inteligibilidade para os 20 pontos da igreja. Tabela 3 Inteligibilidade da igreja avaliada pelo método analítico. Pontos STI Médio Inteligibilidade 1 0,62 Boa 2 0,60 Boa 3 0,45 Regular 4 0,45 Regular 5 0,40 Pobre 6 0,39 Pobre 7 0,36 Pobre 8 0,35 Pobre 9 0,48 Regular 10 0,51 Regular 11 0,48 Regular 12 0,34 Pobre 13 0,35 Pobre 14 0,38 Pobre 15 0,40 Pobre 16 0,39 Pobre 17 0,41 Pobre 18 0,57 Regular 19 0,61 Boa 20 0,60 Boa Média 0,45 Pobre/Regular

6 4. CONCLUSÕES Os dois métodos mostraram que a inteligibilidade da igreja está bastante desfavorável à comunicação humana. O teste subjetivo sem amplificação apresentou 2 pontos com boa inteligibilidade e os demais insatisfatórios. Com a amplificação da voz, houve uma melhor distribuição do som fazendo com a maioria dos pontos tivesse uma boa inteligibilidade. O método analítico, por analisar o ambiente em função do tempo de reverberação, indicou índices piores que o método subjetivo. Dez pontos tiveram avaliação pobre, 6 foram regulares e 4 foram classificados como boa inteligibilidade. O método subjetivo se mostrou mais sensível que o método analítico, pois mostrou significativas diferenças entre os índices dos pontos próximos ao altar, próximos às caixas acústicas, no centro e no fundo da igreja. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Beranek, L.L. Acoustic Measurements. Cambridge: John Wiley, Houtgast, T. e Steeneken, H. - "A Multi-Language Evaluation of the RASTI-Method for Estimating Speech Intelligibility in Auditoria", Acustica 54, p , Houtgast, T. e Steeneken, H. - "The Modulation Transfer Function in Room Acoustics", Technical Review, Brüel & Kjaer, ISSN , n.º 3, p. 3-12, Houtgast, T. e Steeneken, H. - "A Phisical Method for Measuring Speech-Transmission Quality", J. Acoust. Soc. Amer. 67, p , French, N. R. and Steinberg, J. C. Factors Governing the Intelligibility of Speech Sounds, JASA vol. 19, no. 1 (1947). Goffard, S.J. e Egan, J.P. Procedures for measurement the inlelligibility os Speech. Psycho-Acoustic Laboratory, Harvard University, february, Egan, J.P. et al. Articulation testing methods.. Psycho-Acoustic Laboratory, Harvard University, november, Mapp, P. - "An issue of safety", Sound & Video Contractor, Oct. 20, p e 87, Santos, T.M.M. e Russo, I.C.P. A Prática da Audiologia Clínica. São Paulo: Cortez, p. Evaluation of Acoustic Intelligibility in a Church for the Subjective and analytic methods Abstract: The intelligibility is the main characteristic acoustics of an atmosphere, because it reflects the degree of understanding of the words inside the room. For places where the communication is primordial (auditoriums, movies, theaters, churches, classrooms and conferences rooms, etc.) the acoustic intelligibility is a decisive factor. This research had as objective to evaluate the acoustic intelligibility inside a church through the subjective and analytic methods. The subjective method of success index for standardized syllables, consists of distributing in the atmosphere to be studied and, through a speaker, to pronounce a lot of normalized words that are logged for the listeners. In the analytic method the intelligibility of the place is obtained through the mathematical model that consists of measuring two acoustic parameters of the atmosphere: the spectrum of the noise of fund of the place and the times of reverberation for several frequencies of the audible band. With these values it is possible to obtain STI (Speech Transmition Index), that it is a number between 0 and 1, proportional to the intelligibility of the word for each evaluated point of the place. The place presented times of reverberation that varied among 0,5 (sharp band) to 7 seconds (for serious sounds). THE subjective test without amplification presented 2 points with good intelligibility and the others unsatisfactory. With the amplification of the voice, there was a better distribution of the sound doing with most of the points he/she had a good intelligibility. The analytic method, for analyzing the atmosphere in function of the time of reverberation, indicated worse indexes than the subjective method. Ten points had evaluation ' poor', 6 were ' fair' and 4 were classified as ' good' intelligibility. Key-Word: Intelligibility, Acoustics, Reverberation