Engenharia acústica - Acoustical engineering

Engenharia acústica (também conhecida como engenharia acústica ) é o ramo da engenharia que lida com som e vibração . Inclui a aplicação da acústica , a ciência do som e da vibração, em tecnologia. Os engenheiros acústicos normalmente se preocupam com o projeto, a análise e o controle do som.

Um objetivo da engenharia acústica pode ser a redução de ruídos indesejados, que é conhecido como controle de ruído . O ruído indesejado pode ter impactos significativos na saúde e no bem-estar humano e animal, reduzir o aproveitamento dos alunos nas escolas e causar perda auditiva. Os princípios de controle de ruído são implementados na tecnologia e no design de várias maneiras, incluindo o controle por meio do redesenho das fontes de som, o design de barreiras acústicas, absorvedores de som, supressores e zonas-tampão e o uso de proteção auditiva ( protetores auriculares ou protetores de ouvido ).

Os defletores transparentes dentro deste auditório foram instalados para otimizar a projeção e reprodução do som, fatores-chave na engenharia acústica.

Mas a engenharia acústica não se trata apenas de controle de ruído ; também cobre usos positivos do som, desde o uso de ultrassom na medicina até a programação de sintetizadores de som digital e desde o projeto de uma sala de concertos para aprimorar o som de uma orquestra até a especificação do sistema de som de uma estação ferroviária para que os anúncios sejam inteligíveis .

Engenheiro acústico (profissional)

Os engenheiros acústicos geralmente possuem um diploma de bacharel ou qualificação superior em acústica , física ou outra disciplina de engenharia . Praticar como engenheiro acústico geralmente requer um diploma de bacharel com conteúdo científico e matemático significativo. Os engenheiros acústicos podem trabalhar em consultoria acústica, especializando-se em campos específicos, como acústica arquitetônica , ruído ambiental ou controle de vibração . Em outras indústrias, os engenheiros acústicos podem: projetar sistemas de som automotivos ; investigar a resposta humana a sons, como paisagens sonoras urbanas e aparelhos domésticos; desenvolver software de processamento de sinal de áudio para mesas de mixagem e projetar alto-falantes e microfones para telefones celulares. Os acústicos também estão envolvidos na pesquisa e compreensão do som cientificamente. Alguns cargos, como docentes, exigem um Doutor em Filosofia .

Na maioria dos países, um diploma em acústica pode representar o primeiro passo para a certificação profissional e o programa de graduação pode ser certificado por um corpo profissional . Depois de concluir um programa de graduação certificado, o engenheiro deve satisfazer uma série de requisitos antes de ser certificado. Uma vez certificado, o engenheiro recebe o título de Chartered Engineer (na maioria dos países da Commonwealth ).

Subdisciplinas

As subdisciplinas listadas são vagamente baseadas na codificação PACS ( Physics and Astronomy Classification Scheme ) usada pela Acoustical Society of America .

Aeroacústica

A aeroacústica se preocupa com a forma como o ruído é gerado pelo movimento do ar, por exemplo, por meio de turbulência, e como o som se propaga através do ar fluido. A aeroacústica desempenha um papel importante na compreensão de como o ruído é gerado por aeronaves e turbinas eólicas , bem como explorar como os instrumentos musicais de vento funcionam.

Processamento de sinal de áudio

O processamento de sinal de áudio é a manipulação eletrônica de sinais de áudio usando processamento de sinal analógico e digital .

O processamento do sinal de áudio é feito por vários motivos, como:

Os engenheiros de áudio desenvolvem e usam algoritmos de processamento de sinal de áudio .

Acústica arquitetônica

O Disney's Concert Hall foi meticulosamente projetado para qualidades acústicas superiores.
A sala de concertos do Ceiling of Culture Palace (Tel Aviv) é coberta com painéis de metal perfurados

A acústica arquitetônica (também conhecida como acústica de edifícios ) é a ciência e a engenharia para obter um bom som dentro de um edifício. A acústica arquitetônica pode ser sobre como alcançar boa inteligibilidade de fala em um teatro, restaurante ou estação ferroviária, melhorando a qualidade da música em uma sala de concertos ou estúdio de gravação, ou suprimindo o ruído para tornar os escritórios e residências mais produtivos e locais agradáveis ​​para trabalhar e morar. O projeto acústico arquitetônico geralmente é feito por consultores acústicos.

Bioacústica

A bioacústica geralmente diz respeito ao estudo científico da produção de som e audição em animais. Pode incluir: comunicação acústica e comportamento animal associado e evolução das espécies; como o som é produzido por animais; os mecanismos auditivos e neurofisiologia dos animais; o uso do som para monitorar as populações de animais e o efeito do ruído provocado pelo homem nos animais.

Eletroacústica

Este ramo da engenharia acústica lida com o design de fones de ouvido, microfones, alto-falantes, sistemas de som, reprodução e gravação de som. Tem havido um rápido aumento no uso de dispositivos eletrônicos portáteis que podem reproduzir som e dependem de engenharia eletroacústica, por exemplo, telefones celulares , reprodutores de mídia portáteis e tablets .

Este termo também é usado para um conjunto de efeitos eletrocinéticos que ocorrem em líquidos heterogêneos sob a influência do ultrassom. Existe uma norma internacional que descreve esses efeitos eletroacústicos em detalhes.

Ruído ambiental

Em concertos ao ar livre como Woodstock , a análise acústica é crítica para criar a melhor experiência para o público e os artistas.

A acústica ambiental preocupa-se com o controle de ruídos e vibrações causados ​​pelo tráfego, aeronaves, equipamentos industriais, atividades recreativas e tudo o que possa ser considerado incômodo. Os engenheiros acústicos preocupados com a acústica ambiental enfrentam o desafio de medir ou prever os níveis de ruído prováveis, determinar um nível aceitável para esse ruído e determinar como o ruído pode ser controlado. O trabalho de acústica ambiental geralmente é feito por consultores acústicos ou profissionais da área de saúde ambiental . Trabalhos de pesquisa recentes enfatizam fortemente as paisagens sonoras , o uso positivo do som (por exemplo, fontes, o canto dos pássaros) e a preservação da tranquilidade .

Acústica musical

A acústica musical se preocupa em pesquisar e descrever a física da música e sua percepção - como os sons empregados na música funcionam. Isso inclui: a função e o design de instrumentos musicais, incluindo sintetizadores eletrônicos ; a voz humana (a física e a neurofisiologia do canto ); análise de música e composição por computador; o uso clínico da música na musicoterapia e a percepção e cognição da música .

Controle de ruído

O controle de ruído é um conjunto de estratégias para reduzir a poluição sonora por meio da redução do ruído na sua fonte, da inibição da propagação do som por meio de barreiras acústicas ou similares, ou ainda pelo uso de protetores auriculares ( protetores auriculares ou protetores auriculares ). O controle na fonte é a maneira mais econômica de fornecer controle de ruído. A engenharia de controle de ruído aplicada a carros e caminhões é conhecida como ruído, vibração e aspereza (NVH). Outras técnicas para reduzir o ruído do produto incluem isolamento de vibração , aplicação de absorvente acústico e caixas acústicas. A engenharia acústica pode ir além do controle de ruído para ver qual é o melhor som para um produto, por exemplo, manipulando o som de portas fechadas em automóveis .

Psicoacústica

A psicoacústica tenta explicar como os humanos respondem ao que ouvem, seja um barulho irritante ou uma bela música. Em muitos ramos da engenharia acústica, um ouvinte humano é o árbitro final quanto ao sucesso de um projeto, por exemplo, se a localização de som funciona em um sistema de som surround . "A psicoacústica busca reconciliar os estímulos acústicos e todas as propriedades científicas, objetivas e físicas que os cercam, com as respostas fisiológicas e psicológicas por eles evocadas."

Fala

A fala é uma importante área de estudo da engenharia acústica, incluindo a produção, processamento e percepção da fala. Isso pode incluir física , fisiologia , psicologia , processamento de sinais de áudio e linguística . O reconhecimento de fala e a síntese de fala são dois aspectos importantes do processamento de fala por máquina. Garantir que a fala seja transmitida de forma inteligível , eficiente e com alta qualidade; em quartos, por meio de sistemas de endereços públicos e por meio de sistemas de telefone são outras áreas importantes de estudo.

Ultrassônico

Imagem de ultrassom de um feto no útero, visualizada na 12ª semana de gravidez (varredura bidimensional)

O ultrassom lida com ondas sonoras em sólidos, líquidos e gases em frequências muito altas para serem ouvidas pela pessoa média. As áreas de especialização incluem ultrassonografia médica (incluindo ultrassonografia médica ), sonoquímica , testes não destrutivos , caracterização de materiais e acústica subaquática ( sonar ).

Acústica subaquática

A acústica subaquática é o estudo científico do som na água. Ele se preocupa tanto com o som natural quanto com o feito pelo homem e com sua geração subaquática; como ele se propaga e a percepção do som pelos animais. As aplicações incluem sonar para localizar objetos submersos, como submarinos , comunicação subaquática por animais, observação da temperatura do mar para monitoramento de mudanças climáticas e biologia marinha.

Vibração e dinâmica

Os engenheiros acústicos que trabalham com vibração estudam os movimentos e as interações dos sistemas mecânicos com seus ambientes, incluindo medição, análise e controle. Isso pode incluir: vibrações do solo de ferrovias e construção; isolamento de vibração para reduzir o ruído que entra nos estúdios de gravação; estudar os efeitos da vibração em humanos ( dedo branco de vibração ); controle de vibração para proteger uma ponte contra terremotos ou modelagem da propagação do som transmitido pela estrutura através de edifícios.

Ciência fundamental

Embora a maneira como o som interage com o ambiente seja extremamente complexa, existem alguns comportamentos ideais das ondas sonoras que são fundamentais para a compreensão do design acústico. Os comportamentos complexos das ondas sonoras incluem absorção , reverberação , difração e refração . Absorção é a perda de energia que ocorre quando uma onda sonora é refletida em uma superfície. Assim como as ondas de luz refletem nas superfícies, as ondas sonoras também refletem nas superfícies, e cada reflexão resulta em perda de energia. A absorção se refere tanto ao som que é transmitido quanto à energia que é dissipada por um material. A reverberação é a persistência do som causada por repetidas reflexões de limite depois que a fonte do som pára. Este princípio é particularmente importante em espaços fechados. Além de refletir nas superfícies, as ondas sonoras também se curvam em torno das superfícies no caminho das ondas. Essa flexão é conhecida como difração. A refração é outro tipo de curvatura da onda sonora. Esse tipo de curvatura, entretanto, é causado por mudanças no meio pelo qual a onda está passando e não pela presença de obstáculos no caminho de uma onda sonora. Gradientes de temperatura, por exemplo, causam curvatura nas ondas sonoras. Os engenheiros acústicos aplicam esses conceitos fundamentais, junto com análises matemáticas complexas, para controlar o som em uma variedade de aplicações.

Associações

Veja também

Referências

  • Barron, R. (2003). Controle de ruído industrial e acústica . Nova York: Marcel Dekker Inc. Obtido em CRCnetBase
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