domingo, 5 de abril de 2009

Decibéis voce sabia?

Autor: Fernando Antônio Bersan Pinheiro

Tudo começou por causa de uma característica do ouvido humano. Se chamarmos de "1" a menor quantidade de som que podemos perceber (menos que um alfinete caindo no chão - o chamado "limiar de audibilidade"), o maior som que percebemos é de incríveis um trilhão de vezes (1.000.000.000.000 - 1 seguido de 12 zeros) mais potência que esse "1". Esse é o chamado "limiar da dor", onde os sons deixam de ser percebidos - o que sentimos é dor mesmo no ouvido.

A partir disso, os engenheiros definiram o seguinte: se dissermos que o menor som que podemos ouvir é 0,000 000 000 001 (doze casas decimais) Watt/m², então o maior som que podemos ouvir é 1 W/m² (1 "watt acústico"* por metro quadrado). Se já havia um monte de zeros para nos preocuparmos, os engenheiros - só para complicar - ainda os colocaram depois da vírgula (mais isso teve um bom motivo, veremos adiante)! De qualquer forma, de um lado ou outro da vírgula, é zero demais para o gosto de qualquer um. Aliás, é zero demais até para as nossas calculadoras, em geral de 8 dígitos apenas.

Watt é medida de potência, sempre. É usada em geral em equipamentos que dependem de energia elétrica para funcionar (um chuveiro elétrico costuma ter 4000 Watts, por exemplo). Convencionou-se chamar a potência de som necessária para fazer nossos ouvidos doerem de 1 "Watt acústico".

Mas como trabalhar com tantos zeros é muito complicado, alguém resolveu montar uma "escala". Para entender sobre escalas, vamos sair um pouco da Matemática e entrar na Geografia. Todo mundo já viu um mapa, um atlas, etc. Como é que eles fazem para um "pedação enorme do planeta" caber em alguns poucos centímetros? Os geógrafos utilizam uma escala, ou seja, uma convenção. Um único centímetro no mapa representa, por exemplo, 1.000.000 de centímetros (10 km). Um mapa de 15cm por 10cm representa, na verdade,uma área de 150Km por 100Km. Se quisermos fazer um mapa-múndi (do mundo inteiro), basta utilizarmos uma escala maior, algo como 1 para 1.000.000.000.


Após alguns testes, descobriu-se que as escalas baseadas nas operações matemáticas fundamentais (soma, diminuição, multiplicação e divisão) não eram suficientemente boas para esse tipo de uso. Até que alguém notou que estavam trabalhando com "potências" de som, e que existe uma função matemática chamada "potenciação" ou "exponenciação". Daí essa pessoa teve uma idéia muito interessante:

Se chamarmos o menor som que alguém pode ouvir de 1, podemos chamar esse som de 10 elevado a 0 (= 1)

Se chamarmos o maior som que alguém pode ouvir de 1.000.000.000.000, então podemos chamar esse som de 10 elevado a 12 (= 1 seguido de 12 zeros).

Ora, então porque não fazer uma escala baseada em potências de 10? Teremos na escala então valores entre 0 a 12 (que correspondem ao número de zeros da potência desses sons). Logo:


10 elevado 0 = 1 (o menor som audível - limiar de audibilidade)
10 elevado 1 = 10
10 elevado 2 = 100
10 elevado 3 = 1.000
10 elevado 4 = 10.000
10 elevado 5 = 100.000
10 elevado 6 = 1.000.000
10 elevado 7 = 10.000.000
10 elevado 8 = 100.000.000
10 elevado 9 = 1.000.000.000
10 elevado 10 = 10.000.000.000
10 elevado 11 = 100.000.000.000
10 elevado 12 = 1.000.000.000.000 (o maior som que podemos ouvir - limiar da dor)


Os engenheiros, por sua vez, acham que a conta correta é a seguinte:


10 elevado 0 = 1 "Watt acústico" (o maior som que podemos ouvir - limiar da dor)
10 elevado menos 1 = 0,1
10 elevado menos 2 = 0,01
10 elevado menos 3 = 0,001
10 elevado menos 4 = 0,0001
10 elevado menos 5 = 0,000 01
10 elevado menos 6 = 0,000 001
10 elevado menos 7 = 0,000 000 1
10 elevado menos 8 = 0,000 000 01
10 elevado menos 9 = 0,000 000 001
10 elevado menos 10 = 0,000 000 000 1
10 elevado menos 11 = 0,000 000 000 01
10 elevado menos 12 = 0,000 000 000 001 (o menor som que podemos ouvir)

Na verdade, eles preferiram chamar de 1 "Watt acústico" a potência de som do limiar da dor por ela ser bem mais comum que o limiar da audição. Eu tenho um bebê em casa, e é incrível como esse "pingo de gente" consegue emitir 1 "Watt acústico" com tanta facilidade! Mas, para escutar 0,000 000 000 001 Watt acústico, eu tenho que entrar em uma câmara anecóica, um lugar completamente isolado dos ruídos exteriores. E não é todo mundo que tem um câmara anecóica em casa (são poucas no mundo todo), mas todo mundo tem bebês. Logo, esse é o motivo para se preferir trabalhar com os zeros "depois" da vírgula.

Mas nada disso importa. Porque em vez de trabalharmos com esse "monte de zero", trabalhamos com os valores de 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12. Viva!!! Bem mais fácil. Como tinham que colocar um nome bonito para essa escala, fizeram uma homenagem a Alexander Graham Bell, inventor do telefone. Nasceu assim o Bel (com um "l" só mesmo. No inglês, "bell" quer dizer sino, desses sinos de igrejas. Então colocaram com um único "l" para não confundir).

Assim, o menor som que podemos ouvir é "0 Bel", e o maior som que podemos ouvir é "12 Béis". Quanto mais próximo de "0 Bel", menos potência sonora (no sentido de volume) tem o som, e quanto mais perto de "12 Béis", mais perto estamos de ficarmos com o ouvido doendo.

Um dia, um engenheiro tentou explicar para a irmã dele de 8 anos de idade que o menor som que alguém pode ouvir é "zero Béis", e ela retrucou que "Mas zero não representa nada? Se é nada, como eu posso estar ouvindo alguma coisa?" Outros engenheiros passaram a ter o mesmo problema ao explicar isso para os irmãos, tios, primos, avós, e como ninguém (fora outros engenheiros) agüentava a demonstração de tanto zero, eles tiveram que procurar alguma outra forma de explicar isso melhor

Além disso, outro problema que eles estavam enfrentando é que de um valor de Bels para outro, a percepção humana dos sons é bem diferente mesmo. Por exemplo, se 6 Béis representa uma conversação normal entre duas pessoas, 7 Bels já representa o barulho típico dentro de uma fábrica, com várias máquinas ligadas. Apesar de serem números "próximos" um do outro, as potências sonoras representadas são muito diferentes (na verdade, são 10 vezes maiores - é uma potência de base 10). Assim, os engenheiros começaram a usar casas decimais nos Béis, ou seja, 6,1; 6,3; 6,7, e pronto, a confusão estava formada de novo entre menos entendidos de Matemática. E haja reclamação!

Até que, não agüentando mais, os engenheiros resolveram dar um basta às reclamações. Para satisfazer a turma que não gosta de casas decimais, passaram a chamar o "bel" de deciBel (plural: deciBéis ou deciBels, ou decibéis ou decibels, mas dB para os íntimos) e colocaram um zero a mais (multiplicaram por 10). Assim, a nossa escala passou a ser de 0 a 120 deciBéis. Escrever 65 dB é a mesma coisa que escrever 6,5 Béis, 120 dB é o mesmo que 12 Bels, e zero dB é também zero Bel. Não precisa mais de "vírgula alguma coisa" e, de quebra, o engenheiro agora pode falar para a sua irmã que o menor som que podemos ouvir é 1 dB (o que não é correto, continua sendo zero dB mas, pelo menos, 1 dB equivale a 0,1 Béis, o erro "não é tão grande" e fica bem mais fácil de explicar).

E todo mundo ficou feliz, e o deciBel é utilizado no mundo todo hoje como "medida de som".

"SABORES" DE POTÊNCIAS

Potências serão sempre medidas em Watts, que é o fruto da multiplicação da Voltagem (110V ou 220V) pela Amperagem consumida (o fusível de um equipamento é expresso em Amperes). Mas é comum vermos alguns termos diferentes, principalmente quanto aos amplificadores e caixas de som ou alto-falantes. Vemos nos manuais e propagandas desses aparelhos como tendo potências RMS de X Watts, ou ainda (nos aparelhos domésticos, não profissionais) como tendo potência PMPO de Y Watts, alto-falantes com potência Musical de Z Watts. Algumas vezes vemos a expressão "potência de tal tipo" ou "Watts de tal tipo", como no caso dos sons que podemos ouvir, expresso em Watts Acústicos. Neste artigo não vem ao caso adentrar em o que é cada um desses Watts, mas, resumindo, precisamos saber que existem diversos "sabores" de Watts.

O dB pode ser usado para expressar uma diferença entre duas potências, uma "real" e outra "de referência", mas sempre do mesmo tipo. Podemos comparar um chuveiro elétrico com outro pelas suas potências em Watts, um amplificador com outro pelas suas potências em Watts RMS, um som fraco com outro forte pelas seus Watts Acústicos. Sempre na mesma unidade de medida. Não dá para comparar Watts PMPO com Watts RMS nem com Watts Acústicos. Mas é fácil comparar Watts com Watts, Watts RMS com Watts RMS, Watts Acústicos com Watts Acústicos - e extrair disso um resultado em decibéis.




Com o dobro da potência, nosso volume de som aumenta em 3dB

Com quatro vezes a potência, nosso volume de som aumenta em 6dB

Com 10 vezes a potência, nosso volume de som aumenta em 10d


De outra forma:


Com metade da potência, nosso volume de som diminui em 3dB

Com quatro vezes menos potência, nosso volume de som diminui em 6dB
Com 10 vezes menos potência, nosso volume de som diminui em 10dB


Saber isso é muito importante, e deveria ser decorado por todos os técnicos. Isso vale muito dinheiro. Curioso porquê?

Lá na Bahia, "trio elétrico" bom é aquele que deixa todo mundo de ouvido doendo (pelo menos 120dB. Na verdade, existem trios elétricos que produzem até 135dB).

Um rapaz montou um trio elétrico, com 1.000 Watts de potência, e o som obtido com essa potência foi de 114dB, que não faz "nem cosquinha no ouvido" segundo os baianos. O rapaz voltou na loja para comprar mais amplificadores, e perguntou para o vendedor quanto ele precisava de potência a mais.

O vendedor indicou outra potência de 1.000 Watts para ele. Com isso, o trio elétrico passou a ter 2.000 Watts e ficou com 117dB de volume (dobro da potência corresponde ao aumento de 3dB). O som melhorou, "agora faz cosquinha no ouvido, mas só".

Insatisfeito, o rapaz voltou à loja e reclamou com o gerente do vendedor, que "diz que entende mas na verdade não sabe nada de som". O rapaz perdeu o emprego, e o gerente vendeu logo mais 8.000 Watts de potência para ele. Com 10.000 Watts de potência, o som dele alcançou 124dB (com dez vezes a potência, o incremento é de 10dB), "agora tá doendo, agora esse som tá bom", o rapaz ficou satisfeito, e saiu elogiando o gerente, que "esse sim entende de som".

No final das contas - nenhum deles entende nada de som! Se com 1.000 Watts alcançamos 114dB, para alcançar 120dB (um incremento de 6dB) são necessários quatro vezes mais potência (4.000Watts). O rapaz comprou 6.000Watts inúteis. Um perdeu o emprego porque sabia de menos e outro jogou dinheiro fora. E isso é comum de acontecer.

CONCLUSÃO

Isso é só o princípio. Se repararmos, tudo em sonorização é baseado em decibéis: a mesa de som tem marcação em dB, equalizadores são marcados em dB, compressores. Daí não ter jeito: quem quer entender de áudio e sonorização tem que entender sobre dB. Decibéis valem dinheiro, muito!Espero que você, leitor, tenha conseguido entender tudo!

14 comentários:

Sebastião Moizes disse...

Nunca pensei que Decebeis era um negócio tão complicado! Parabéns

Thiago de Souza Martins disse...

Parabéns,muito bem explicado.

Marlene Alves Ribeiro disse...

Realmente interassante!! parabéns

Luiz Paulo disse...

Gostei desta abordagem sobre os decibéis,consegui entender melhor que na escola... Eu num sabi que tinha a ver com potência... Legal gostei mesmo...

Andre disse...

Andre] [andreskate000@yahoo.com.br] [http://baixedvdecdemais.blogspot.com/]
Muito bom e intereçante esse texto falando sobre os decibeis!!

Esaú Mattos disse...

Gostei por que nos mostra que operar uma mesa de som, ou aumentar a potência não é algo aparentemente tão fácil... bom seria se pelo menos 10% dos sonoplastas tivessem estas informações antes de falar as ASNEIRAS q falam...

Carlos Henrique disse...

Muito legal os seus textos.
Bem didáticos. Me tirou dúvida.
Parabéns.
Deus abençoe esse seu propósito.
Fique na Paz.

Gileade disse...

gostei muito da materia sobre dB, batstante interessante

Marciano disse...
Este comentário foi removido pelo autor.
Marciano disse...

Oi gostei mt do blog!
e aproveitando o seu conhecimento por favor quero qe vc me ajud...
tenho um home theater 5.1 de 300w rms
qe quado aumento mais da metade do volume ou o max, depois de aprox... 1 min ele vai abaixando sozinho, então gostaria de saber se a configuração dB de cada caixa tem algo haver com isso!
e qual o ajuste correto p/ explora todo o vol de modo que o mesmo ñ abaixe sozinho ? mt obrigado!

Anônimo disse...

kraks vc me ajudou mto,estou fazendo um trabalho p/ feiras d conhecimento escolar,vlw.
se tiver + novis.. me informe.
meu msn é:eweleen_tito@hotmail.com
bjm

Anônimo disse...

kraks vc me ajudou mto,estou fazendo um trabalho p/ feiras d conhecimento escolar,vlw.
se tiver + novis.. me informe.
meu msn é:eweleen_tito@hotmail.com
bjm

viniblessing disse...

Boa Explicacao. valeu

Anônimo disse...

Muuuuuuiyo bom parabens r Deus te abencoe.