1 RELATÓRIO FINAL DE PROJETO DE TRABALHO Pró-Reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação, Extensão e Cultura - ProPPEC Departamento de Pesquisa Programa de Bolsas do Artigo 170 1 TÍTULO DO PROJETO DE TRABALHO Sistema para Observação Didática da Distribuição do Som Gerada pelos Espelhos Acústicos em Auditórios e Teatros 2 ÁREA DE CONHECIMENTO Ciências Sociais Aplicadas - Arquitetura e Urbanismo 2.1 Sub-Área de Conhecimento: Tecnologia de Arquitetura e Urbanismo (6.04.03.00-4) - Adequação Ambiental 2.2 Grupo de Pesquisa e respectiva área Projeto e Design da Cidade do Edifício e de Interiores - Projeto e Design de Interiores 3. COORDENADOR/ ORIENTADOR João Luiz Pacheco e-mail: joaopacheco@univali.br 4. BOLSISTA Barbara Vechi e-mail: barbara_vechi52@hotmail.com 5. CENTRO Ceciesa CTL 6. CURSO Arquitetura e Urbanismo
2 SISTEMA PARA OBSERVAÇÃO DIDÁTICA DA DISTRIBUIÇÃO DO SOM GERADA PELOS ESPELHOS ACÚSTICOS EM AUDITÓRIOS E TEATROS João Luiz Pacheco (Orientador); Barbara Vechi (Bolsista) (Orientador) Departamento de Arquitetura e Urbanismo Ceciesa.com Universidade do Vale do Itajaí Univali, Brasil e-mail: joaopacheco@univali.br (Bolsista ) Departamento de Arquitetura e Urbanismo Ceciesa.com Universidade do Vale do Itajaí Univali, Brasil e-mail: barbara_vechi52@hotmail.com RESUMO A distribuição da intensidade sonora em ambientes, como auditórios e teatros, é determinada pela reverberação dos ambientes e pela reflexão do som nas paredes laterais e, principalmente, pelo redirecionamento do som através dos espelhos acústicos do teto. Este trabalho teve como objetivo, dando continuidade a um Projeto de Pesquisa ART170 anterior, desenvolver um sistema que, quando em uso didático, mostre ao aluno em aula de laboratório, as diferentes direções sonoras geradas pelos refletores ou espelho acústico ao distribuir o som nas diversas zonas de uma platéia. As distribuições das diferentes direções sonoras foram simuladas através de projeções luminosas refletidas por espelhos comuns instalados em maquetes apropriadas que encerram fumaça em seu interior. Palavras-chaves: espelhos-acústicos; teatro; reverberação. 1 INTRODUÇÃO 1.1 A distribuição do som em teatros e auditórios O conforto acústico, de teatros e de auditórios, depende de uma série de variáveis como tempo de reverberação dos ambientes em função de seu volume e absorção das paredes, eco pulsante, intensidade sonora bem como da distribuição do som. Esta última variável de fundamental importância na determinação de uma boa acústica em platéias é obtida com o correto dimensionamento da reflexão do som através dos espelhos acústicos no teto. O som em cada setor de um auditório ou teatro é mais ou menos intenso, uniforme ou desuniforme em função da distribuição proporcionada pelos espelhos acústicos usados. Ao definir a forma de um auditório ou teatro é necessário avaliar se as superfícies refletoras existentes são capazes de produzir possíveis defeitos como eco no palco ou nas primeiras filas e também considerar que estas mesmas superfícies quando corretamente projetas redistribuem adequadamente o som na platéia. (DE MARCO, 1990:97). Outro fator importante a ser considerado é o fato que a energia sonora que ouvimos, medida em decibel, é uma função logarítmica e que não produz resultados lineares como os encontrados normalmente no dia a dia. Isto significa, por exemplo, que a soma dos sons de igual intensidade refletidos de dois espelhos acústicos diferentes não resultam no dobro da quantidade de decibéis. (SALIBA, 2001: cap.1). Fatores como este, muitas vezes, dificultam a compreensão, análise e tomada de decisões no momento do projeto. Entretanto, como destaca De Marco (1990: cap.3), o som reverberante produzido pelas superfícies refletoras, como espelhos acústicos, apesar de não aumentar na mesma proporção com que se somam o número de placas refletoras, propaga-se no interior do recinto impedindo que o som direto seja o predominante. Deve-se ainda considerar que a chamada inteligibilidade dos sons ou também da articulação dos sons à maior ou menor capacidade de reconhecimento da palavra falada dependerá do correto tempo de reverberação produzido pelo correto dimensionamento dos espelhos acústicos. (SILVA, 2002: cap. 9). O uso das equações matemáticas para soluções analíticas do decaimento da intensidade acústica da
3 reverberação e distribuição do som para a acústica de ambientes fechados (GERGES,1992: cap. 7) é por vezes complexo, o que sugere o uso de soluções gráficas (DE MARCO, 1990:28) trabalhosas e pouco eficientes, ou, sugere ainda, o uso de sistemas que simulem o som. Durante o estudo e o desenvolvimento de um projeto de auditório ou teatro, o aluno, por não poder ouvir os efeitos da distribuição sonora que seu projeto proporciona, trata o assunto de forma distante e muitas vezes sem a devida compreensão dos fenômenos físicos. Somente o contato real com as diferentes distribuições do som, ou a observação de um sistema que simule estas distribuições pode dar ao aluno uma melhor capacidade de análise das possíveis formas de tetos ou espelhos acústicos por ele projetados e, como conseqüência, a perfeita satisfação do conhecimento. 1.2 O uso de simuladores para resultados rápidos Os estudantes de arquitetura e urbanismo, ao desenvolverem seus projetos acadêmicos, determinam a correta distribuição do som nas platéias dos auditórios ou teatros, dimensionando os espelhos acústicos através de cálculos associados a recursos geométricos. Como este procedimento é matemático e abstrato, o aluno sente-se distante do fenômeno físico e muitas vezes não desenvolve a capacidade necessária para redimensionar, reavaliar ou analisar as dimensões e formas dos tetos ou espelhos acústicos de seu projeto. O uso de um simulador que rapidamente mostrasse ao aluno os resultados de pequenas ou grandes mudanças em seu projeto tornaria as atividades em sala de aula muito mais dinâmicas. Neste caso o aluno durante o desenvolvimento do projeto não necessitaria mergulhar em novas análises matemáticas interrompendo o seu processo criativo. Programas de computador que mostrem a simulação dos resultados exigem conhecimentos de programação que raros alunos possuem. Por outro lado, o uso de um sistema que simule a distribuição do som através do uso de maquetes apresenta vantagens importantes, pois tradicionalmente alunos de arquitetura já utilizam este instrumento para visualização e avaliação de seus projetos. 2 OBEJETIVO Este artigo tem com objetivo apresentar um trabalho de pesquisa elaborado para dar continuidade a um Projeto de Pesquisa ART170 anterior, para estudar, desenvolver e construir um sistema que através do uso de maquetes possibilite a observação, comparação e simulação dos efeitos sobre a distribuição do som em teatros e auditórios gerados pelas reflexões dos diferentes tipos e localizações de espelhos acústicos. 3 METODOLOGIA 3.1 Simulador usando a luz em substituição ao som na análise da reflexão A metodologia empregada para a construção do simulador de reflexão de som baseia-se no princípio físico de que toda onda, quer seja acústica ou luminosa, é refletida com o mesmo ângulo de incidência. O simulador é uma maquete de um teatro na qual são utilizados espelhos comuns no lugar dos espelhos acústicos e um pequeno marcador (ou sinalizador) LASER substitui à fonte sonora. A luz do LASER, através do uso de fumaça aprisionada no interior da maquete, registra (marca) suas reflexões simulando o deslocamento do som sobre os espaços do teatro.
4 3.2 Imagens do simulador/ maquete Figura 1. Teatro reproduzido na maquete. Figura 2. Estrutura da maquete.
5 Figura 3. Maquete com espelhos no teto para simular os refletores acústicos do teatro. Figura 4. Maquete com o marcador de luz LASER no palco, espelhos no teto e fumaça aprisionada em seu interior para simular, respectivamente, a fonte sonora, os refletores acústicos e a direção do deslocamento e distribuição do som no interior do teatro.
6 Figura 5. Maquete com o marcador de luz LASER no palco, espelhos no teto e fumaça aprisionada em seu interior para simular, respectivamente, a fonte sonora, os refletores acústicos e a direção do deslocamento e distribuição do som no interior do teatro. Figura 6. Maquete com o marcador de luz LASER no palco, espelhos no teto e fumaça aprisionada em seu interior para simular, respectivamente, a fonte sonora, os refletores acústicos e a direção do deslocamento e distribuição do som no interior do teatro.
7 4 ANÁLISE DE RESULTADOS As figuras 4, 5 e 6 mostram os registros fotográficos do espalhamento da luz através da fumaça aprisionada no interior da maquete demarcando os caminhos percorridos pelos feixes luminosos que simulam as trajetória do som no interior do teatro. Como é de se observar nas imagens em análise o sistema de maquete apropriadamente construída para aprisionar fumaça em seu interior mostra e demarca perfeitamente bem as reflexões e os caminhos percorridos pela luz. Logo, lembrando do princípio físico de que toda onda, quer seja acústica ou luminosa, é refletida com o mesmo ângulo de incidência, podemos considerar que este sistema pode ser usado para simular as trajetórias do som no interior de teatros. 5 CONCLUSÕES Como resultados da pesquisa pode-se afirmar que: O sistema da maquete usando fumaça aprisionada e luz simula as direções do som e pode ser usado como instrumento didático durante as aulas de acústica, para que os alunos compreendam com maior clareza como ocorrem as distribuições sonoras. Permite, ainda, o sistema, analisar, testar e identificar formas arquitetônicas que sejam as mais adequadas para o desenvolvimento do projeto. Como instrumento para o uso didático, o sistema necessita que se desenvolvam formas mais adequadas para o manuseio rápido por parte dos alunos. O protótipo necessita ser mais utilizado pelos alunos em atividades de Conforto Ambiental para que as questões ligadas aos efeitos de distribuição de som que mais necessitam de atenção no desenvolvimento do equipamento estudado sejam melhor identificadas. 6 REFERÊNCIAS DE MARCO, Conrado Silva. Elementos de Acústica Arquitetônica. São Paulo: Nobel, 1992. GERGES, Samir N.Y. Ruído: Fundamentos e controle. Florianópolis: S.N.Y. Gerges, 1992. SALIBA, Tuffi Messias. Manual prático de avaliação e controle do ruído. São Paulo: LTr Editora Ltda, 2001. SILVA, Péricles. Acústica arquitetônica e condicionamento de ar. Belo Horizonte: Edtal E.T.Ltda, 2002.